探究加速度與力、質量的關系 物理教學課件PPT

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1、探究加速度與力、質量的關系探究加速度與力、質量的關系控制變量法控制變量法 m一定一定 aF F一定一定 am （一）實驗探究：（一）實驗探究：1 1、實驗方法、實驗方法 ：2 2、實驗數(shù)據(jù)分析方法：、實驗數(shù)據(jù)分析方法： 畫出畫出a- -F和和a-1/-1/m的圖像的圖像方案一：方案一：問題問題4 4、繩子的拉力等于鉤碼的重量嗎？、繩子的拉力等于鉤碼的重量嗎？ 為什么？為什么？ 不等于！因為鉤碼向下加速，所以繩不等于！因為鉤碼向下加速，所以繩子的拉力小于鉤碼的重力。子的拉力小于鉤碼的重力。 問題問題5 5、什么情況下鉤碼重力可以近似等于、什么情況下鉤碼重力可以近似等于 繩子拉力即小車所受的合外力

2、？繩子拉力即小車所受的合外力？ 當砝碼質量比小車質量小得多時，繩子的拉當砝碼質量比小車質量小得多時，繩子的拉力近似等于砝碼的重力，即小車受到合外力力近似等于砝碼的重力，即小車受到合外力近似等于砝碼的重力。近似等于砝碼的重力。 實驗過程實驗過程3（1 1）用天平測出小車和小盤的質量）用天平測出小車和小盤的質量 M M 和和m m，并把，并把數(shù)據(jù)記錄下來數(shù)據(jù)記錄下來( (要求：要求：M M m m ) )（2 2）按實驗裝置圖把實驗器材安裝好（但不要把）按實驗裝置圖把實驗器材安裝好（但不要把懸掛小盤的細繩系在小車上）懸掛小盤的細繩系在小車上）（3 3）平衡摩擦力）平衡摩擦力（4 4）把細繩系在小車

3、上，并繞過定滑輪，先通電源）把細繩系在小車上，并繞過定滑輪，先通電源再放開小車，取下紙帶，并標注牽引力再放開小車，取下紙帶，并標注牽引力（5 5）保持小車質量不變，在小盤內放入質量為）保持小車質量不變，在小盤內放入質量為m m1 1的小物體，重復上述實驗的小物體，重復上述實驗（6 6）重復上述實驗多次后，停止實驗，整理器材）重復上述實驗多次后，停止實驗，整理器材(2)把不同質量把不同質量(小車與車內砝碼的總質量小車與車內砝碼的總質量)的小車在的小車在相同力作用下產生的加速度填在下表中：相同力作用下產生的加速度填在下表中：實驗次數(shù)實驗次數(shù)加速度加速度a/(ms2)小車的總質量小車的總質量m/kg

4、1234由以上數(shù)據(jù)畫出它的由以上數(shù)據(jù)畫出它的am圖象及圖象及a 圖象，如圖圖象，如圖實實43甲、乙所示甲、乙所示圖實圖實43通過通過am和和a 關系圖象，我們可以得出小車的加速關系圖象，我們可以得出小車的加速度度a與質量與質量m成反比，與質量的倒數(shù)成反比，與質量的倒數(shù) 成正比成正比4 4、注意事項：、注意事項：1 1）小桶和砝碼的質量要遠遠小于小車的質量，這）小桶和砝碼的質量要遠遠小于小車的質量，這樣小車受到的拉力才近似等于砝碼的質量樣小車受到的拉力才近似等于砝碼的質量2 2）要將長木板的一端適當墊高，用小車的重力的）要將長木板的一端適當墊高，用小車的重力的分力將摩擦力平衡。分力將摩擦力平衡。

5、在平衡摩擦力時，不要把懸掛在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細線系在小車上，即不要給小車加任何牽引小盤的細線系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著打點的紙帶勻速運動力，并要讓小車拖著打點的紙帶勻速運動3 3）每次開始時小車應盡量靠近打點計時器，并應）每次開始時小車應盡量靠近打點計時器，并應先接通電源，再放開小車，且應在小車到達滑輪前先接通電源，再放開小車，且應在小車到達滑輪前按住小車按住小車4 4）作圖時，要使盡可能多的點在所作直線上，不）作圖時，要使盡可能多的點在所作直線上，不在直線上的點應盡可能對稱分布在所作直線兩側在直線上的點應盡可能對稱分布在所作直線兩側例一、如圖所示為某同

6、學所安裝的“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置，在圖示狀態(tài)下，開始做實驗，該同學有裝置和操作中的主要錯誤是_B (3)(3)另兩組同學保持小車及車中的砝碼質量另兩組同學保持小車及車中的砝碼質量M M一定，一定，探究加速度探究加速度a a與所受外力與所受外力F F的關系，由于他們操作不當，的關系，由于他們操作不當，這兩組同學得到的這兩組同學得到的a aF F關系圖象分別如下圖甲、乙所示，關系圖象分別如下圖甲、乙所示，其原因分別是：其原因分別是：甲圖：甲圖：_；乙圖：乙圖：_。甲甲乙乙m過大過大(或或M過小過小)，造成，造成m不是遠小于不是遠小于M沒有平衡摩擦力或木板的傾角過小沒有平衡摩擦力或木板的傾角

7、過小例三、例三、(2012高考安徽卷高考安徽卷)圖甲為圖甲為“驗證牛頓第二驗證牛頓第二定律定律”的實驗裝置示意圖砂和砂桶的總質量為的實驗裝置示意圖砂和砂桶的總質量為m，小車和砝碼的總質量為小車和砝碼的總質量為M.實驗中用砂和砂桶總重力實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小的大小作為細線對小車拉力的大小(1)(1)實驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的實驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板合外力，先調節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行接下來還需要進行的一項操作是平行接下來還需要進行的一項操作是 ( () )A A

8、將長木板水平放置，讓小車連著已經穿過打點計時將長木板水平放置，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調節(jié)器的紙帶，給打點計時器通電，調節(jié)m m的大小，使小車在砂的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動運動B B將長木板的一端墊起適當?shù)母叨?，讓小車連著已經將長木板的一端墊起適當?shù)母叨龋屝≤囘B著已經穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動C C將

9、長木板的一端墊起適當?shù)母叨?，撤去紙帶以及砂將長木板的一端墊起適當?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動和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動B(2)(2)實驗中要進行質量實驗中要進行質量m m和和M M的選取，以下最合理的一組的選取，以下最合理的一組是是 ( () )A AM M200 g200 g， m m10 g,15 g,20 g,25 g, 30 g, 40 g10 g,15 g,20 g,25 g, 30 g, 40 gB BM M200 g200 g， m m20 g,40 g,60 g,80 g,100 g,120 g20 g,40 g,60 g

10、,80 g,100 g,120 gC CM M400 g400 g， m m10 g,15 g,20 g,25 g, 30 g, 40 g10 g,15 g,20 g,25 g, 30 g, 40 gD DM M400 g400 g， m m20 g,40 g,60 g,80 g,100 g,120 g20 g,40 g,60 g,80 g,100 g,120 gC(3)(3)圖乙是實驗中得到的一條紙帶，圖乙是實驗中得到的一條紙帶，A A，B B，C C，D D，E E，F(xiàn) F，G G為為7 7個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出量出相

11、鄰的計數(shù)點之間的距離分別為個點未畫出量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為s sABAB4.22 cm4.22 cm，s sBCBC4.65 cm4.65 cm，s sCDCD5.08 cm5.08 cm，s sDEDE5.49 cm5.49 cm，s sEFEF5.91 cm5.91 cm，s sFGFG6.34 cm.6.34 cm.已知打點計時器的工作頻已知打點計時器的工作頻率為率為50 Hz50 Hz，則小車的加速度，則小車的加速度a a_m/s_m/s2 2( (結果保留結果保留兩位有效數(shù)字兩位有效數(shù)字) )0.42例四、(2012舟山模擬)在探究“加速度與力、質量的關系”的實驗中：該同學

12、順利地完成了實驗如圖是他在實驗中得到的一條紙帶，圖中相鄰兩計數(shù)點之間還有4個點未畫出來，交流電的頻率為50Hz，由圖中的數(shù)據(jù)可算得小車的加速度a為_ m/s2.(結果取兩位有效數(shù)字)0.20 方案二：方案二：利用氣墊導軌來探究加速度利用氣墊導軌來探究加速度與力、質量的關系與力、質量的關系圖圖 2: 2: 光電門光電門 圖圖 2 :2 :滑塊和擋光片滑塊和擋光片 光電門光電門1 1光電門光電門2 2擋光板擋光板xX/t2222021()()22xxvvttaxxttxtxtvva120(1)(1)由甲圖中刻度尺讀出兩個光電門中心之間的距離由甲圖中刻度尺讀出兩個光電門中心之間的距離s，由，由乙圖中

13、游標卡尺測得遮光條的寬度乙圖中游標卡尺測得遮光條的寬度d d. . 該實驗小組在做實驗時，該實驗小組在做實驗時，將滑塊從甲圖所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器可以讀出將滑塊從甲圖所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器可以讀出遮光條通過光電門遮光條通過光電門1 1的時間的時間tt1 1，遮光條通過光電門，遮光條通過光電門2 2的時間的時間tt2 2，則滑塊經過光電門，則滑塊經過光電門1 1時的瞬時速度的表達式時的瞬時速度的表達式v v1 1_，滑塊經過光電門滑塊經過光電門2 2時的瞬時速度的表達式時的瞬時速度的表達式v v2 2_，則滑塊的加，則滑塊的加速度的表達式速度的表達式a a_.(_.(以上表達

14、式均用字母表示以上表達式均用字母表示) )例五、某實驗小組利用如甲圖所示的實驗裝置來探究當合外例五、某實驗小組利用如甲圖所示的實驗裝置來探究當合外力一定時，物體運動的加速度與其質量之間的關系力一定時，物體運動的加速度與其質量之間的關系(2)在本次實驗中，實在本次實驗中，實驗小組通過改變滑塊質量驗小組通過改變滑塊質量總共做了總共做了6組實驗，得到組實驗，得到如下表所示的實驗數(shù)如下表所示的實驗數(shù)據(jù)通過分析表中數(shù)據(jù)后，據(jù)通過分析表中數(shù)據(jù)后，你得出的結論是你得出的結論是_.m/ga/(ms2)2502.023001.653501.334001.255001.008000.63(3)現(xiàn)需通過圖象進一現(xiàn)需

15、通過圖象進一步驗證你的結論，請利用步驗證你的結論，請利用表格數(shù)據(jù)，在圖中的坐標表格數(shù)據(jù)，在圖中的坐標系中描點作出相應圖象系中描點作出相應圖象小車小車夾子方案三：方案三：課本上參考案例中的實驗方案課本上參考案例中的實驗方案由于兩小同時啟動、同時停止由于兩小同時啟動、同時停止, ,故運動時間相同故運動時間相同m一定時：一定時：F一定時：一定時： 只需驗證：只需驗證：2121FFxx1221mmxx2121FFaa（ ）1221mmaa（ ）m m光滑水平面光滑水平面F F例六、(09臺州)如圖所示，在探究加速度與力、質量的關系的演示實驗中，若1、2兩個相同的小車所受拉力分別為F1、F2，車中所放砝碼的質量分別為m1、m2，打開夾子后經過相同的時間兩車的位移分別為x1、x2，則在實驗誤差允許的范圍內，有()A當m1m2、F12F2時，x12x2B當m1m2、F12F2時，x22x1C當m12m2、F1F2時，x12x2D當m12m2、F1F2時，x22x1ADAD