2018高中物理第四章牛顿运动定律4.2实验：探究加速度与力、质量的关系1课件新人教版必修1.ppt

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1、4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系,1.用大小不同的力去推小车，哪一个速度变化 得快？,2.用相同的力去推空车和满载的车，哪一个速 度变化得快？,物体的速度发生了改变，就是说物体产生了,加速度。,加速度的大小与力和质量有什么定量关系呢？,【思考与交流】,力大的,空车,1.理解加速度大小与力有关，也与质量有关。 2.通过实验探究加速度与力和质量的关系。 3.理解控制变量法。 4.学会用图像寻找规律。,(重点),物体的加速度a与所受到的合外力F、物体质量m有怎样的定量关系？ 研究方法(控制变量法) 保持m不变，研究a与F的关系; 保持F不变，研究a与m的关系。,思考：质量、力与加速度分别如何

2、测量？,质 量 天平,恒 力 ？,加速度 ？,方案一：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平为器材，研究小车运动。,从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a,砝码的总重力G当作小车受到的拉力F,2.如何平衡摩擦力？,【思考讨论】 1.小车在运动方向上受几个力的作用？细绳对小车的拉力等于小车所受的合力吗？,【例题】如图一个木块正在倾角为为的三角斜面上匀速下滑，试求斜面的动摩擦因数和的关系。,3.如果物体的质量变化是否还需要再次平衡摩擦力？,N,Gcos,Gsin,G,N,Ff,所以：,问4：如果此时给物体加上一个沿斜面向下的力F，那物体现在受到的合外力是多少

3、？,F,改进后的实验装置图：,纸 带,把木板一端垫高，平衡小车受到的摩擦力,1.绳子的拉力等于钩码(或者沙桶)的重力吗？为什么？,不等于！因为钩码向下加速，所以绳子的拉力小于钩码的重力。,2.什么情况下钩码（或者沙桶）重力可以近似等于绳子拉力，即小车所受的合外力？,当钩码（或者沙桶）质量比小车质量小得多时,绳子的拉力近似等于砝码的重力，即小车受到合外力近似等于砝码的重力。,【思考讨论】,1.用天平测出小车的质量。 2.摆放好实验装置，平衡摩擦力。 3.把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂钩码，将车拉到打点计时器附近。 4.打开打点计时器电源，再释放小车，得到纸带，并在纸带上计下钩码重量。 5.改变钩

4、码的重量，重复以上的步骤2-3多次。 6.控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。 7.设计表格，记录实验数据。,实验步骤,保持物体的质量不变，测量物体在不同的力作用下的加速度，分析加速度与力的关系：,数据处理: 图表法,保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度,数据处理: 图表法,数据处理图象法,结论：aF,m,研究加速度a与质量m的关系如图所示，因为a-m图象是曲线，检查a-m图象是不是双曲线，就能判断它们之间是不是反比例关系，但检查这条曲线是不是双曲线，相当困难若a和m成反比，则a与1/m必成正比,我们采取“化曲为直”的方法以a为纵坐标，以1/m为横坐标，作出a

5、-1/m图象，若图象是一条直线，说明a与1/m成正比，即a与m成反比.,结论： a1/m,实验中为什么不做a-m的图像呢？,方案二：,由于两小同时启动、同时停止,故运动时间相同,比较法,转化为测位移,【对点训练】实验后根据实验数据作出了a-F关系图线如图甲、乙所示，请分析其原因各是什么？,甲,乙,没加拉力就产生了加速度，说明导轨有定滑轮的一端低，另一端高，导轨与水平面的夹角太大。,当加一定的拉力后，还没产生加速度，说明有较大的摩擦力影响，说明还没有平衡摩擦力或是平衡摩擦力不足。,0,a,m,1.实验方法：控制变量法 2.图像法处理实验数据技巧,1.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关

6、于平衡摩擦力的说法中正确的是( ) A.“平衡摩擦力”的本质就是让小车受到的摩擦力为零 B.“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力沿斜面 方向的分力与所受到的摩擦阻力相平衡 C.“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于 所挂砝码通过细绳和滑轮对小车施加的拉力 D.“平衡摩擦力”是否成功，可根据小车拖动的由打点 计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀来确定,BCD,2.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中备有下列器材： A.打点计时器;B.天平;C.秒表;D.低压交流电源;E.电池;F.纸带;G.细绳、砝码、小车、小盘；H.薄木板;I.装有细砂的小桶 其中多余的器材是_； 缺少的器材是

7、_。,C、E,刻度尺、一端带滑轮的长木板,3.如图所示是根据探究加速度与力的关系的实验 数据描绘的a-F图像,下列说法正确的是( ) A.三条倾斜直线所对应的小车与 砝码的质量相同 B.三条倾斜直线所对应的小车与 砝码的质量不同 C.直线1所对应的小车与砝码的质量最大 D.直线3所对应的小车与砝码的质量最大,BD,4.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中 (1)某小组得到一条打点的纸带,相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出,如图所示,计算D点的瞬时速度的表达式,加速度的表达式。,(2)另一小组在该实验中得到了一组实验数据如下表所示,请在如图所示的坐标系 中画出a-F图线。,从图中可以发现实验操作中存在的问题可能是 ( ) A.实验中没有平衡摩擦力 B.实验中平衡摩擦力时木板倾角过小 C.实验中平衡摩擦力时木板倾角过大 D.实验中小车质量发生变化,AB,在前进的路上，主动搬开别人脚下的绊脚石，有时往往也是为自己铺路。,