探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 物理教學(xué)課件PPT

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1、探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)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(shí)驗(yàn)探究：（一）實(shí)驗(yàn)探究：1 1、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)方法 ：2 2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法：、實(shí)驗(yàn)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：?jiǎn)栴}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?yàn)殂^碼向下加速，所以繩不等于！因?yàn)殂^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(dāng)砝碼質(zhì)量比小車質(zhì)量小得多時(shí)，繩子的拉當(dāng)砝碼質(zhì)量比小車質(zhì)量小得多時(shí)，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(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)過程3（1 1）用天平測(cè)出小車和小盤的質(zhì)量）用天平測(cè)出小車和小盤的質(zhì)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(shí)驗(yàn)裝置圖把實(shí)驗(yàn)器材安裝好（但不要把）按實(shí)驗(yàn)裝置圖把實(shí)驗(yàn)器材安裝好（但不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上）懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上）（3 3）平衡摩擦力）平衡摩擦力（4 4）把細(xì)繩系在小車

3、上，并繞過定滑輪，先通電源）把細(xì)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(biāo)注牽引力再放開小車，取下紙帶，并標(biāo)注牽引力（5 5）保持小車質(zhì)量不變，在小盤內(nèi)放入質(zhì)量為）保持小車質(zhì)量不變，在小盤內(nèi)放入質(zhì)量為m m1 1的小物體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)的小物體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)（6 6）重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)多次后，停止實(shí)驗(yàn)，整理器材）重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)多次后，停止實(shí)驗(yàn)，整理器材(2)把不同質(zhì)量把不同質(zhì)量(小車與車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量小車與車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量)的小車在的小車在相同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：相同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度加速度a/(ms2)小車的總質(zhì)量小車的總質(zhì)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(shí)實(shí)43甲、乙所示甲、乙所示圖實(shí)圖實(shí)43通過通過am和和a 關(guān)系圖象，我們可以得出小車的加速關(guān)系圖象，我們可以得出小車的加速度度a與質(zhì)量與質(zhì)量m成反比，與質(zhì)量的倒數(shù)成反比，與質(zhì)量的倒數(shù) 成正比成正比4 4、注意事項(xiàng)：、注意事項(xiàng)：1 1）小桶和砝碼的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，這）小桶和砝碼的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，這樣小車受到的拉力才近似等于砝碼的質(zhì)量樣小車受到的拉力才近似等于砝碼的質(zhì)量2 2）要將長(zhǎng)木板的一端適當(dāng)墊高，用小車的重力的）要將長(zhǎng)木板的一端適當(dāng)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(shí)，不要把懸掛在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤的細(xì)線系在小車上，即不要給小車加任何牽引小盤的細(xì)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(diǎn)的紙帶勻速運(yùn)動(dòng)力，并要讓小車拖著打點(diǎn)的紙帶勻速運(yùn)動(dòng)3 3）每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)）每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車按住小車4 4）作圖時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不）作圖時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱分布在所作直線兩側(cè)在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱分布在所作直線兩側(cè)例一、如圖所示為某同

6、學(xué)所安裝的“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，在圖示狀態(tài)下，開始做實(shí)驗(yàn)，該同學(xué)有裝置和操作中的主要錯(cuò)誤是_B (3)(3)另兩組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量另兩組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)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(guān)系，由于他們操作不當(dāng)，的關(guān)系，由于他們操作不當(dāng)，這兩組同學(xué)得到的這兩組同學(xué)得到的a aF F關(guān)系圖象分別如下圖甲、乙所示，關(guān)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(yuǎn)小于不是遠(yuǎn)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(yàn)證牛頓第二驗(yàn)證牛頓第二定律定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖砂和砂桶的總質(zhì)量為的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖砂和砂桶的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為小車和砝碼的總質(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〉拇笮∽鳛榧?xì)線對(duì)小車?yán)Φ拇笮?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，先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板合外力，先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行接下來還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是平行接下來還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是 ( () )A A

8、將長(zhǎng)木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)將長(zhǎng)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)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)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(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)B B將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，讓小車連著已經(jīng)將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，讓小車連著已經(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)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 C將

9、長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋啡ゼ垘б约吧皩㈤L(zhǎng)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)和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)B(2)(2)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)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(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，圖乙是實(shí)驗(yàn)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(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)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)未畫出量出相

11、鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為個(gè)點(diǎn)未畫出量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(jié)果保留結(jié)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(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中：該同學(xué)

12、順利地完成了實(shí)驗(yàn)如圖是他在實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)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(jié)果取兩位有效數(shù)字)0.20 方案二：方案二：利用氣墊導(dǎo)軌來探究加速度利用氣墊導(dǎo)軌來探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系與力、質(zhì)量的關(guān)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(gè)光電門中心之間的距離由甲圖中刻度尺讀出兩個(gè)光電門中心之間的距離s，由，由乙圖中

13、游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度乙圖中游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度d d. . 該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從甲圖所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)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(shí)間的時(shí)間tt1 1，遮光條通過光電門，遮光條通過光電門2 2的時(shí)間的時(shí)間tt2 2，則滑塊經(jīng)過光電門，則滑塊經(jīng)過光電門1 1時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式v v1 1_，滑塊經(jīng)過光電門滑塊經(jīng)過光電門2 2時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式v v2 2_，則滑塊的加，則滑塊的加速度的表達(dá)式速度的表達(dá)式a a_.(_.(以上表達(dá)

14、式均用字母表示以上表達(dá)式均用字母表示) )例五、某實(shí)驗(yàn)小組利用如甲圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究當(dāng)合外例五、某實(shí)驗(yàn)小組利用如甲圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究當(dāng)合外力一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與其質(zhì)量之間的關(guān)系力一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與其質(zhì)量之間的關(guān)系(2)在本次實(shí)驗(yàn)中，實(shí)在本次實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組通過改變滑塊質(zhì)量驗(yàn)小組通過改變滑塊質(zhì)量總共做了總共做了6組實(shí)驗(yàn)，得到組實(shí)驗(yàn)，得到如下表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)如下表所示的實(shí)驗(yàn)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(jié)論是你得出的結(jié)論是_.m/ga/(ms2)2502.023001.653501.334001.255001.008000.63(3)現(xiàn)需通過圖象進(jìn)一現(xiàn)需

15、通過圖象進(jìn)一步驗(yàn)證你的結(jié)論，請(qǐng)利用步驗(yàn)證你的結(jié)論，請(qǐng)利用表格數(shù)據(jù)，在圖中的坐標(biāo)表格數(shù)據(jù)，在圖中的坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出相應(yīng)圖象系中描點(diǎn)作出相應(yīng)圖象小車小車夾子方案三：方案三：課本上參考案例中的實(shí)驗(yàn)方案課本上參考案例中的實(shí)驗(yàn)方案由于兩小同時(shí)啟動(dòng)、同時(shí)停止由于兩小同時(shí)啟動(dòng)、同時(shí)停止, ,故運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同故運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同m一定時(shí)：一定時(shí)：F一定時(shí)：一定時(shí)： 只需驗(yàn)證：只需驗(yàn)證：2121FFxx1221mmxx2121FFaa（ ）1221mmaa（ ）m m光滑水平面光滑水平面F F例六、(09臺(tái)州)如圖所示，在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的演示實(shí)驗(yàn)中，若1、2兩個(gè)相同的小車所受拉力分別為F1、F2，車中所放砝碼的質(zhì)量分別為m1、m2，打開夾子后經(jīng)過相同的時(shí)間兩車的位移分別為x1、x2，則在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，有()A當(dāng)m1m2、F12F2時(shí)，x12x2B當(dāng)m1m2、F12F2時(shí)，x22x1C當(dāng)m12m2、F1F2時(shí)，x12x2D當(dāng)m12m2、F1F2時(shí)，x22x1ADAD