探究加速与力质量的关系很好的解析学习教案.pptx

会计学1探究加速探究加速(ji s)与力质量的关系很好的解与力质量的关系很好的解析析第一页，共33页。明确(mngqu)几个问题:1.实验要说明(shumng)什么问题?3.如何(rh)由实验得出结论?2.怎么设计这个实验?a与F关系?a与m关系?1.测量哪些量?2.怎么测量?数据处理，作图像三个变量，控制一个量不变 a、F、m m：a:F:天平打点计时器物体所受的合力第2页/共33页第二页，共33页。一、研究(ynji)方法：控制变量法保持物体的质量不变，测量物体在不同外力(wil)作用下的加速度，分析加速度与合外力(wil)的关系。保持物体所受合外力(wil)相同，测量不同质量的物体在同一个外力(wil)作用下的加速度，分析加速度与质量的关系。当探究加速度与力的关系时当探究加速度与质量的关系时方案一、测加速度法第3页/共33页第三页，共33页。本实验需要测量的物理量有加速度、力(合力(hl)和质量。2.物体的质量(zhling)用测量天平(tinpng)1.怎样测量物体的加速度？3.如何提供小车所受的外力？在小车实验中，通过在小车一端连接细绳、托盘、重物（钩码）以提供外力第4页/共33页第四页，共33页。二、实验器材：打点计时器、纸带(zh di)、小车、一端附有定滑轮的长木板、托盘、重物（砝码）、细绳、低压交流电源、天平(带有一套砝码)、刻度尺。第5页/共33页第五页，共33页。例：平衡(pnghng)摩擦力将长木板不带定滑轮的一端适当垫高，使小车的重力沿斜面向下的分力(fnl)与摩擦力平衡。怎样(znyng)才算平衡好摩擦力了？小车受到的合外力怎么分析？第6页/共33页第六页，共33页。3.当小车质量M远远大于钩码质量m，此时细绳拉力才近似(jn s)等于钩码重力mg1，平衡摩擦力时，应在小车后拖上纸带，前端切记不要连（细绳、托盘、重物），先接通电源，再用手给小车一个初速度，若在纸带上打出的点的间隔是等间距的，则表明(biomng)平衡了摩擦力（小车的滑动摩擦与纸带和打点计时器之间的阻力），否则必须重新调整小木板的位置2.因为钩码向下加速，并非平衡态，所以(suy)绳子的拉力小于钩码的重力。第7页/共33页第七页，共33页。三、实验步骤 (1)用天平测出小车和重物的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来。(2)按图将实验器材安装好(小车上不系绳)。(3)平衡摩擦力，把木板无滑轮(huln)的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)。(4)将重物通过细绳系在小车上，小车停靠在靠近打点计时器的位置，先接通电源后放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m0g。第8页/共33页第八页，共33页。(5)保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤4，多做几次实验，每次小车从同一位置(wi zhi)释放，并记录好重物的重力m1g、m2g，以及计算出相应纸带的加速度填入表格1。表格1物体的质量(zhling)一定，加速度与受力的关系实验次数实验次数加速度加速度a a/(ms/(ms2 2)小车受力小车受力F F/N/N1 12 23 34 45 5第9页/共33页第九页，共33页。第10页/共33页第十页，共33页。(6)保持(boch)托盘中所放重物的质量不变，在小车上加放砝码，并测出小车与所放砝码的总质量M（M0+m0)，接通电源，放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带，记下标号及对应小车与砝码总质量。(7)继续在小车上加放砝码，重复步骤6，多做几次实验。(8)计算出每次实验所得纸带的加速度值及小车与砝码的总质量填入表格2。表格2物体受到的外力(wil)一定，加速度与质量的关系第11页/共33页第十一页，共33页。四、数据处理：1分析(fnx)加速度和力的关系：依据表格1，以加速度a为纵坐标，以外力F为横坐标，作出aF关系图像，如右图所示。化曲为直注：这里是假设a与M成反比，如果(rgu)假设a与M2成 反比，甚至a与M3成反比，要做什么样的图像？第12页/共33页第十二页，共33页。第13页/共33页第十三页，共33页。第14页/共33页第十四页，共33页。五、注意事项1平衡摩擦力时不要挂重物，其他情况都跟正式实验一样(yyng)，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的质量还是改变小车和砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力平衡摩擦力是指使小车所受重力沿斜面方向的分力与小车所受阻力(包括小车所受摩擦力和打点计时器对小车之后所拖纸带的摩擦力)大小相等平衡摩擦力时，应在小车后拖上纸带，先接通电源，再用手给小车一个初速度，若在纸带上打出的点的间隔是均匀的，则表明平衡了摩擦力，否则必须重新调整小木板的位置第15页/共33页第十五页，共33页。(2)平衡了摩擦力之后，正式实验时，小车一定要连上细绳、托盘、重物。(3)俩类实验中都必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量。其原理将在后面的牛顿运动定律的应用中专门讨论二者差距越小，图象线性越差 (4)小车应靠近打点计时器且先接通电源(dinyun)再放车，且在小车到达定滑轮前应按住小车。(5)作图像时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧。离直线较远的点是错误数据，可舍去。注意事项第16页/共33页第十六页，共33页。五、(4)质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差、细绳或纸带不与长木板平行(pngxng)都会造成误差第17页/共33页第十七页，共33页。甲图像(t xin)乙图像(t xin)第18页/共33页第十八页，共33页。六、实验(shyn)结论：（注意(zh y)：这里的力指的是物体所受的合外力）1、m一定，加速度a与F的定量(dngling)关系：2、F一定，加速度a与m的定量关系:F=kma第19页/共33页第十九页，共33页。补充方案补充方案(fng n)2:(fng n)2:双车比较加速度法双车比较加速度法第20页/共33页第二十页，共33页。1、控制m相同(xin tn)，探讨加速度a与F的关系实验(shyn)方案原理：如图所示x1x2F1F2F1,F2，在相同(xin tn)的时间内:x1=a1t2x2=a2t2a1/a2=x1/x2测量出x1、x2 2、控制F相同，探讨加速度a与m的关系第21页/共33页第二十一页，共33页。22实验(shyn)步骤:1.用天平测出小车和砝码的总质量M，托盘和钩码的总质量m。2.安装好实验(shyn)装置，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力，将两辆小车放在长木板上，一端和带托盘的细线连接，一端和较粗的棉线连接，用夹子夹住两根棉线。3.控制两辆小车质量不变，用细线将托盘与小车相连（托盘和钩码总质量远小于小车质量），释放小车。改变托盘和钩码的总质量，多测几组数据。4.控制托盘和钩码的总质量不变，改变小车的质量，多测几组数据第22页/共33页第二十二页，共33页。探究(tnji)加速度和力的关系第23页/共33页第二十三页，共33页。探究(tnji)加速度和质量的关系第24页/共33页第二十四页，共33页。（1）夹口的密合性能差是造成误差的原因之一由于小车的质量和速度较大，夹子不易夹住小车的后拖线；有些时候夹子夹住一根拖线，而另一根未被夹住，对应小车仍向前运动，这些都是造成位移误差的原因（2）小车运动停止时不能与定滑轮相碰(xin pn)，如果小车碰到定滑轮才松手让夹子夹住拖线，则与定滑轮相碰(xin pn)的小车位移偏小，产生误差误差(wch)分析第25页/共33页第二十五页，共33页。第26页/共33页第二十六页，共33页。第27页/共33页第二十七页，共33页。例题1：在利用打点计时器探究(tnji)加速度与力、质量关系的实验中，以下做法正确的是()A平衡摩擦时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上 B每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C实验时，先放开小车，后接通电源 D“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究(tnji)过程也不会产生影响 B第28页/共33页第二十八页，共33页。例题2：如图所示是某同学探究加速度与力、质量的关系时，已接通电源正要释放纸带时的情况，请你指出该同学的五个差错：(1)电源_；(2)打点计时器位置_；(3)滑轮位置_；(4)小车(xioch)位置_；(5)长木板_。答案：(1)应用6 V交流电源(2)应靠右端(3)应使拉线水平(4)应靠近打点计时器(5)应垫高(din o)右端平衡摩擦力第29页/共33页第二十九页，共33页。例题3：在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图:所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。(1)当M与m的大小关系满足_时，才可以认为(rnwi)绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。(2)一组同学在做探究加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图像法处理数据。为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与_图像。第30页/共33页第三十页，共33页。(3)如图(a)所示为甲同学根据测量(cling)数据做出的aF图线，此图线说明实验存在的问题是_。(4)乙、丙两同学用同一装置做实验，画出了各自得到的aF图线如图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个(y)物理量取值不同。第31页/共33页第三十一页，共33页。例题4：某同学根据实验数据在的坐标系上作出aF图像(t xin)如图所示；(1)图像(t xin)斜率的物理意义是_。(2)小车和砝码的总质量为_kg。(3)图线(或延长线)与F轴截距的物理意义是_。答案(1)小车和砝码总质量(zhling)的倒数(2)1(3)小车受到的阻力为0.1 N第32页/共33页第三十二页，共33页。感谢您的观看(gunkn)！第33页/共33页第三十三页，共33页。