探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系課件高一上學(xué)期物理人教版

實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。探究加速度與力（合外力）、質(zhì)量的關(guān)系提出問題猜想或假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)步驟數(shù)據(jù)處理分析論證，誤差分析得出結(jié)論評(píng)估交流力使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化物體的速度大小或方向發(fā)生變化加速度a慣性：抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化保持原來狀態(tài)慣性與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大慣性越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變物體的a與物體的合外力F，m有關(guān)猜想與假設(shè)此處的力應(yīng)為合外力。受力一定時(shí)，質(zhì)量越小，其加速度越大。質(zhì)量一定時(shí)，受力越大，其加速度越大猜想：加速度a與F成正比加速度a與m成反比空車啟動(dòng)快，裝滿貨物啟動(dòng)慢賽車啟動(dòng)快，普通車啟動(dòng)慢設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

誰的加速度，誰的合外力，誰的質(zhì)量？小車的加速度，小車的合外力，小車的質(zhì)量。三者間的關(guān)系設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

方法：控制變量在力F的作用下，質(zhì)量m的物體加速運(yùn)動(dòng)，改變F或m，測a，整理數(shù)據(jù)、列表格、做圖像，驗(yàn)證猜想

若其圖像為過原點(diǎn)的直線，則m一定時(shí)，a∝F，

F一定時(shí)，a∝1/m，則驗(yàn)證猜想。可得F、m、a三者間的定量關(guān)系。怎樣提供并測量物體所受的恒力為什么傾斜？小車時(shí)平衡態(tài)嗎?F合=Gx+T-f若Gx（即mgsinθ）=f，二者相互抵消，這樣F合=T，我們只考慮T分析小車受力TfFNG加速運(yùn)動(dòng)，非平衡態(tài)，加速度與合外力方向相同加速度什么方向？加速度方向沿斜面向下，那么可以沿斜面、垂直斜面正交分解，沿斜面方向求合外力。GxTfFN為什么傾斜？F合=Gx+T-f若Gx=f，二者相互抵消，這樣F合=T，我們只考慮T，更方便TfFNGT=？盤和重物非平衡態(tài)，T≠G盤物2.1中探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律實(shí)驗(yàn)中，需要傾斜嗎？不需要，合力F合=Gx+T-f恒定即可，繩與板平行，本節(jié)實(shí)驗(yàn)仍要求平行。GxTfFN傾斜原因是為了平衡小車的摩擦，令Gx=f，F(xiàn)合=Gx+T-f二者相互抵消F合=T，方便討論F合與a關(guān)系如何確定斜面的傾角？令Gx=f不掛重物，連接打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，手輕推小車觀察其運(yùn)動(dòng)，若勻速，則Gx=f，角度正好；若加速，則Gx＞f，傾角偏大；若減速，則Gx＜f，傾角偏小注意，不能靜止，討論。TfFNGbj小車質(zhì)量改變后，還需要重新平衡摩擦嗎？GxTfFNG盤物T拉力T等于砝碼或重物的重力嗎重物同小車一樣加速向下運(yùn)動(dòng)，顯然不平衡，且G盤物＞T小車質(zhì)量改變后，不需要重新平衡摩擦，因?yàn)镚x=f，即mgsinθ=μFN，即mgsinθ=μmgcosθ，得sinθ=μcosθ，與小車質(zhì)量無關(guān)。注意：只有當(dāng)盤和砝碼的質(zhì)量要比小車的質(zhì)量小得多時(shí)，即M車＞＞m砝M車＞＞m物，F(xiàn)合=T≈m物g小車所受拉力才近似等于盤和砝碼的總重力。GxTfFN1.用天平測出小車的質(zhì)量。2.安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在小車上裝好紙帶，紙帶另一端穿過計(jì)時(shí)器限位孔，調(diào)整木板傾斜程度，平衡摩擦力。3.控制小車質(zhì)量不變，用細(xì)線將鉤碼與小車相連（鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量），打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放小車，測出一組數(shù)據(jù)。4.改變重物（鉤碼）質(zhì)量（即改變小車所受合力F合=T≈G物），多測幾組據(jù)。5.控制重物（鉤碼）質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量，再測幾組數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)步驟【數(shù)據(jù)處理】小車質(zhì)量一定m車m車m車F合=T，M車＞＞m物，F(xiàn)合=T≈m物g（改變）m物加速度F合=T一定，M車＞＞m物，F(xiàn)合=T≈m物gm物一定m物m物m物（改變）小車質(zhì)量m車加速度M車＞＞m物，F(xiàn)合=T≈m物g加速度①利用打出來的點(diǎn)，測速度，描點(diǎn)，連線，做v-t圖像，斜率求a。

②△x=aT2，求a結(jié)論m車一定時(shí)，如圖所示，則a∝F合，F(xiàn)合=ka

即F合=km車a

誤差分析①因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差，本實(shí)驗(yàn)用盤和砝碼的總重力G物代替小車所受合外力即拉力T，實(shí)際G物＞T，只有盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，T接近G物，但誤差沒有消除。②平衡摩擦不準(zhǔn)造成的誤差①說明傾角過大，（Gx=mgsinθ＞f），F(xiàn)合=T=0時(shí)，已經(jīng)有加速度a平衡摩擦力時(shí)，平衡過大了Gxf②說明傾角過小，（Gx=mgsinθ＜f），F(xiàn)合=T≠0時(shí)，還沒有加速度a平衡摩擦力時(shí)，平衡不夠a0F①②小車質(zhì)量不變，改變拉力①說明傾角過大②說明傾角過?、奂垘Ш图?xì)繩不嚴(yán)格與木板平行（否則拉力T不等于小車合力）。④其他質(zhì)量測量不準(zhǔn)確，距離測量不準(zhǔn)確等a0①②拉力不變，改變小車質(zhì)量參考案例2不需要測a，需測出小車的位移，仍要求：？參考案例2誤差分析①因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差，M車＞＞m物，F(xiàn)合=T≈m物g②紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行③黑板擦未及時(shí)壓住拖繩，或只壓住一根④測量誤差等結(jié)論：m車一定時(shí)a∝F，

F一定時(shí)a∝1/m(1)①實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是(

)A．調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行．B．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋屝≤囘B著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)C．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)D.將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié)的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)

圖為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．砂和砂桶的質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M。.實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車?yán)Φ拇笮。谙铝凶龇ㄕ_的是（

）A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長木板保持平行B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴小車上C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度E.實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用描點(diǎn)法畫圖像是為了減少誤差F.實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用a-1/m坐標(biāo)圖像，是為了根據(jù)圖線直觀地做出判斷(2)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量的選取，以下最合理的一組是(

)A．M＝200g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、40gB．M＝200g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120gC．M＝400g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、40gD．M＝400g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120g(3)下圖是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出．量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：SAB＝4.22cm、SBC＝4.65cm、SCD＝5.08cm、SDE＝5.49cm、SEF＝5.91cm、SFG＝6.34cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度＝______m/s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．(5)甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室，各取一套圖示的裝置放在水平桌面上，小車上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到上圖中甲、乙兩條直線·設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙，甲、乙用的小車與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙，由上圖可知，m甲_____m乙

，μ甲_____μ乙

（填“大于”、“小于”或“等于”)(4)平衡摩擦力后，將5個(gè)相同的砝碼都放在小車上，掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度。小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：