湖南省長郡中學(xué)高中物理 第四章 第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系課件 新人教版必修1

實(shí)驗(yàn)-探究加速度與力-質(zhì)量的關(guān)系牛頓第一定律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)。知識回顧：知識回顧：牛頓第一定律的內(nèi)涵：牛頓第一定律的內(nèi)涵：(2).慣性。慣性大小的量度是質(zhì)量。慣性。慣性大小的量度是質(zhì)量。 (1).力是產(chǎn)生加速度的原因；力是產(chǎn)生加速度的原因；加速度加速度a與力與力F有關(guān)有關(guān)加速度加速度a與質(zhì)量與質(zhì)量m有關(guān)有關(guān) 1. 加速度的大小與力、質(zhì)量有怎樣的加速度的大小與力、質(zhì)量有怎樣的關(guān)系？關(guān)系？問題與討論：問題與討論：F1F2m1m2a1 a22. 猜想加速度與力、質(zhì)量可能有什么定量猜想加速度與力、質(zhì)量可能有什么定量關(guān)系關(guān)系?問題與討論：問題與討論：問題與討論：問題與討論： a1/m a F加速度與力成正比加速度與質(zhì)量成反比2. 猜想加速度與力、質(zhì)量可能有什么定量猜想加速度與力、質(zhì)量可能有什么定量關(guān)系關(guān)系? 3. 如何探究一個(gè)物理量與兩個(gè)如何探究一個(gè)物理量與兩個(gè)(或多個(gè)或多個(gè))物理物理量之間的關(guān)系？我們應(yīng)該采用怎樣的實(shí)驗(yàn)研究量之間的關(guān)系？我們應(yīng)該采用怎樣的實(shí)驗(yàn)研究方法？方法？問題與討論：問題與討論：實(shí)驗(yàn)研究方法：控制變量法實(shí)驗(yàn)研究方法：控制變量法保持保持m不變，研究不變，研究a 與與F的關(guān)系的關(guān)系; 保持保持F不變，研究不變，研究a與與m的關(guān)系。的關(guān)系。1. 怎樣測量（或比較）物體的加速度？怎樣測量（或比較）物體的加速度？定量分析：定量分析：1. 怎樣測量（或比較）物體的加速度？怎樣測量（或比較）物體的加速度？方法方法1: 1: 在物體上安裝一條打點(diǎn)記時(shí)器的在物體上安裝一條打點(diǎn)記時(shí)器的 紙帶紙帶, 根據(jù)紙帶的點(diǎn)計(jì)算加速度。根據(jù)紙帶的點(diǎn)計(jì)算加速度。定量分析：定量分析：1. 怎樣測量（或比較）物體的加速度？怎樣測量（或比較）物體的加速度？方法方法1: 1: 在物體上安裝一條打點(diǎn)記時(shí)器的在物體上安裝一條打點(diǎn)記時(shí)器的 紙帶紙帶, 根據(jù)紙帶的點(diǎn)計(jì)算加速度。根據(jù)紙帶的點(diǎn)計(jì)算加速度。方法方法2: 2: 利用刻度尺測量位移并用秒表測利用刻度尺測量位移并用秒表測 量時(shí)間量時(shí)間, 然后利用公式然后利用公式定量分析：定量分析：1. 怎樣測量（或比較）物體的加速度？怎樣測量（或比較）物體的加速度？方法方法1: 1: 在物體上安裝一條打點(diǎn)記時(shí)器的在物體上安裝一條打點(diǎn)記時(shí)器的 紙帶紙帶, 根據(jù)紙帶的點(diǎn)計(jì)算加速度根據(jù)紙帶的點(diǎn)計(jì)算加速度方法方法2: 2: 利用刻度尺測量位移并用秒表測利用刻度尺測量位移并用秒表測 量時(shí)間量時(shí)間, 然后利用公式然后利用公式22txa 定量分析：定量分析：方法方法3: 3: 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 可可知，知，相同時(shí)間相同時(shí)間的位移跟加速度成正比。于的位移跟加速度成正比。于是我們可以通過比較物體運(yùn)動(dòng)位移來判定是我們可以通過比較物體運(yùn)動(dòng)位移來判定加速度的變化情況。這樣就把加速度與外加速度的變化情況。這樣就把加速度與外力以及質(zhì)量的關(guān)系轉(zhuǎn)變成了位移與外力以力以及質(zhì)量的關(guān)系轉(zhuǎn)變成了位移與外力以及質(zhì)量的關(guān)系。而測量位移相對加速度就及質(zhì)量的關(guān)系。而測量位移相對加速度就簡單多了。簡單多了。221atx 定量分析：定量分析：2. 怎樣提供和測量物體所受的恒力怎樣提供和測量物體所受的恒力?定量分析：定量分析：A：利用彈簧測力計(jì)利用彈簧測力計(jì), 然后用手拉然后用手拉?2. 怎樣提供和測量物體所受的恒力怎樣提供和測量物體所受的恒力?定量分析：定量分析：A：利用彈簧測力計(jì)利用彈簧測力計(jì), 然后用手拉然后用手拉?2. 怎樣提供和測量物體所受的恒力怎樣提供和測量物體所受的恒力?B：利用重物來牽引利用重物來牽引?定量分析：定量分析：實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)器材：1. 提供恒定力的：提供恒定力的：鉤碼、鐵片鉤碼、鐵片實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)器材：1. 提供恒定力的：提供恒定力的：鉤碼、鐵片鉤碼、鐵片2. 研究的物體：研究的物體：小車小車實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)器材：1. 提供恒定力的：提供恒定力的：鉤碼、鐵片鉤碼、鐵片2. 研究的物體：研究的物體：小車小車3. 測量位移的工具：測量位移的工具：直尺直尺實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)器材：1. 提供恒定力的：提供恒定力的：鉤碼、鐵片鉤碼、鐵片2. 研究的物體：研究的物體：小車小車3. 測量位移的工具：測量位移的工具：直尺直尺4. 測量時(shí)間的工具：測量時(shí)間的工具：秒表秒表實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)器材：1. 提供恒定力的：提供恒定力的：鉤碼、鐵片鉤碼、鐵片2. 研究的物體：研究的物體：小車小車3. 測量位移的工具：測量位移的工具：直尺直尺5. 輔助器材：輔助器材：帶滑輪的長木板，細(xì)繩，帶滑輪的長木板，細(xì)繩， 砝碼砝碼4. 測量時(shí)間的工具：測量時(shí)間的工具：秒表秒表質(zhì)量保質(zhì)量保持不變持不變合外合外力保力保持不持不變變參考案例一參考案例一實(shí)驗(yàn)：小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、一端帶實(shí)驗(yàn)：小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、一端帶滑輪的長木板、細(xì)線、砝碼、鉤碼、刻度滑輪的長木板、細(xì)線、砝碼、鉤碼、刻度尺、天平、鐵片為器材，研究小車運(yùn)動(dòng)。尺、天平、鐵片為器材，研究小車運(yùn)動(dòng)。用天平測出小車的質(zhì)量m參考案例二參考案例二從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶計(jì)算出小車的加速度a用天平測出小車的質(zhì)量m參考案例二參考案例二實(shí)驗(yàn)：小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、一端帶實(shí)驗(yàn)：小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、一端帶滑輪的長木板、細(xì)線、砝碼、鉤碼、刻度滑輪的長木板、細(xì)線、砝碼、鉤碼、刻度尺、天平、鐵片為器材，研究小車運(yùn)動(dòng)。尺、天平、鐵片為器材，研究小車運(yùn)動(dòng)。重物的總重力G當(dāng)作小車受到的拉力F從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶計(jì)算出小車的加速度a用天平測出小車的質(zhì)量m參考案例二參考案例二實(shí)驗(yàn)：小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、一端帶實(shí)驗(yàn)：小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、一端帶滑輪的長木板、細(xì)線、砝碼、鉤碼、刻度滑輪的長木板、細(xì)線、砝碼、鉤碼、刻度尺、天平、鐵片為器材，研究小車運(yùn)動(dòng)。尺、天平、鐵片為器材，研究小車運(yùn)動(dòng)。1.用重物的重力替代繩對小車的拉力，小車所受的拉力是否為小車所受的合外力？2.欲使小車的所受拉力就為小車所受的合外力，我們應(yīng)該如何操作？思考與討論：思考與討論：3.在研究a與m的關(guān)系時(shí)，改變m，是否需要重新平衡摩擦力？為什么？3. 怎樣由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出加速怎樣由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出加速度與力及質(zhì)量的關(guān)系？度與力及質(zhì)量的關(guān)系？ 用圖像分析用圖像分析a與與F的關(guān)系時(shí)，圖的關(guān)系時(shí)，圖像的橫、縱坐標(biāo)分別為哪些物理量？像的橫、縱坐標(biāo)分別為哪些物理量？為什么？為什么？ 用圖像分析用圖像分析a與與m的關(guān)系的關(guān)系時(shí)，圖時(shí)，圖像的橫、縱坐標(biāo)分別為哪些物理量？像的橫、縱坐標(biāo)分別為哪些物理量？為什么？為什么？數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理：F/Na/ms-2a與與F的關(guān)系的關(guān)系F/Na/ms-2a與與F的關(guān)系的關(guān)系Oa/ms-2F/N數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理：a與與m的關(guān)系的關(guān)系m/kg/a/ms-2Oa/ms-21m1kg1m/1kg數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理：探討：探討：1.實(shí)驗(yàn)中做出的實(shí)驗(yàn)中做出的aF圖像是否為一條過原圖像是否為一條過原點(diǎn)的直線？為什么？點(diǎn)的直線？為什么？ 若要使該條直線過原點(diǎn)，如何改進(jìn)若要使該條直線過原點(diǎn)，如何改進(jìn)操作？操作？結(jié)論：物體的加速度a與所受到的合外力F、物體質(zhì)量m的定量關(guān)系：F一定一定， a1/mm一定一定， a F探討：探討：1.實(shí)驗(yàn)中做出的實(shí)驗(yàn)中做出的aF圖像是否為一條過原圖像是否為一條過原點(diǎn)的直線？為什么？若要使該條直線過原點(diǎn)的直線？為什么？若要使該條直線過原點(diǎn)，如何操作？點(diǎn)，如何操作？2.在研究在研究a與與F的關(guān)系時(shí)，作用在小車上的關(guān)系時(shí)，作用在小車上的力的力F是否就等于重物所受的重力？為什是否就等于重物所受的重力？為什么？么？物體的加速度a與所受到的合外力F、物體質(zhì)量m的定量關(guān)系：F一定一定， a1/mm一定一定， a F課堂小結(jié)課堂小結(jié)課外探究：課外探究： 欲使作用在小車上的力欲使作用在小車上的力F近近似等于重物所受的重力，對重物似等于重物所受的重力，對重物的質(zhì)量有何要求？的質(zhì)量有何要求？