人教版高中物理必修一第四章第2节实验：探究加速度与力、质量的关系课件(共30张PPT).ppt

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1、探究加速度与力、质量的关系1.控制质量控制质量m不变，探究加速度不变，探究加速度a与合外力与合外力F的关系；的关系；2.控制合外力控制合外力F 不变，探究加速度不变，探究加速度a与质量与质量m的关系；的关系；复习与回顾牛顿第一定律：牛顿第一定律： 力是改变物体运动状态的原因，即力是力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。产生加速度的原因。影响加速度的因素：影响加速度的因素： 物体所受合外力物体所受合外力F、物体质量、物体质量m 牛顿发现：牛顿发现：物体的加速度跟所受合外力成正比，跟物体的加速度跟所受合外力成正比，跟物体的质量成反比。物体的质量成反比。猜想与发现猜想与发现1.请对上图

2、实验原理进行推导及说明减少请对上图实验原理进行推导及说明减少误差的方法：误差的方法：砂桶质量砂桶质量m小车和砝码小车和砝码质量质量M2.请设计实验数据记录表格请设计实验数据记录表格a与与F、m的关系的关系1、研究目的、研究目的 ： 定量分析定量分析a、F、m的关的关系系2、研究方法、研究方法 ： A、m一定时，一定时，a与与F的定量关系的定量关系B、F一定时，一定时，a与与m的定量关系的定量关系二、如何设计和进行实验？二、如何设计和进行实验？研究对象？小车研究几个物理量？ m a F合小车质量m车 =0.25kg 如何测量？小车加速度a: 用打点计时器测量（m钩码 =0.5kg）如何测小车所受

3、合外力F合？说明：当钩码质说明：当钩码质量远小于小车质量远小于小车质量时，量时，F F近似近似等等于钩码重力于钩码重力G G实验中应如何调节倾斜角？刚好能平衡摩擦力砂桶质量砂桶质量m砂桶砂桶= kg，F= m砂桶砂桶g(近似）近似）砝码质量砝码质量m砝码砝码= kg，F= m砝码砝码g(近似）近似）小 车 和 砝小 车 和 砝码质量码质量M图图 1 1小车和砝码质量小车和砝码质量M= kg,砂砂桶质量桶质量m砂桶砂桶= kg，F= m砂桶砂桶g(近似）近似）F F N Na/ a/m ms s -2 -20.150.150.300.300.450.450.600.600.750.750 0.1

4、 0.2 0.3 0.4 0.50 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5当小当小车和车和砝码砝码质量质量不变不变时时次数次数F/NF/N a/m a/m s s -2 -21 12 23 34 45 50.10 0.1460.10 0.1460.30 0.4280.30 0.4280.50 0.7510.50 0.751a a F图图 1 1砂桶质量砂桶质量m砂桶砂桶= kg，F= m砂桶砂桶g(近似）近似）m m kgkga/ a/m ms s -2 -20.20.20.40.40.60.60.80.81.01.00 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20 0.2 0.4 0.6

5、 0.8 1.0 1.2a/ a/m ms s -2 -20.20.20.40.40.60.60.80.81.01.00 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 /kg /kg -1 -1m m1 1当当拉拉力力不不变变时时次数次数m/kgm/kga/m a/m s s -2 -21 12 23 34 45 5/kg /kg -1 -12.502.502.002.001.331.331.001.000.830.83m m1 10.400 0.8610.400 0.8610.750 0.4700.750 0.470a a m m1 11、m一定，一定，

6、加速度加速度a与与F的定量关系：的定量关系：Fa2、F一定，一定，加速度加速度a与与m的定量关系的定量关系:ma1（注意：这里的力指的是物体所受的（注意：这里的力指的是物体所受的合外力合外力）牛顿第二定律的数学表达式质量为的物体，获得质量为的物体，获得/2的加的加速度时，受到的合外力为速度时，受到的合外力为k值值,若若F定为定为三.牛顿第二定律（1 1）矢量性）矢量性: :（2）瞬时性）瞬时性:1、内容：物体的、内容：物体的加速度加速度跟所受的跟所受的合外力合外力成成正比正比，跟物体的跟物体的质量质量成成反比反比。 2、表达式：、表达式： F合合=ma 3、适用范围：、适用范围：只适用于惯性参

7、考系，只适用于低只适用于惯性参考系，只适用于低速宏观物体。速宏观物体。加速度的方向始终跟合外力的方向相同加速度的方向始终跟合外力的方向相同合外力与加速度同时产生，同时消失合外力与加速度同时产生，同时消失（3）同体性）同体性:合外力、加速度、质量都是相对同一合外力、加速度、质量都是相对同一物体参量物体参量（4）独立性）独立性:各力都能使物体产生相应加速度（矢量和）各力都能使物体产生相应加速度（矢量和）质量为质量为8 8 10103 3 kgkg汽车，在水平的公路上沿直线行汽车，在水平的公路上沿直线行驶，汽车的牵引力为驶，汽车的牵引力为1.451.45 10104 4N N，所受阻力为，所受阻力为

8、2.5 2.5 10103 3N N。求：汽车前进时的加速度求：汽车前进时的加速度。（追问：。（追问：1s1s后速度？）后速度？）GNfxyF据牛顿第二定律有据牛顿第二定律有: :F-f=ma解得解得汽车前进时的加速度大小汽车前进时的加速度大小a（F-f）/m=1.5m/s2解：汽车受力如图所示：解：汽车受力如图所示：加速度加速度方向与前进的方向方向与前进的方向相同相同。解题思维导图：解题思维导图：选对象选对象受力分析求受力分析求F F合合( (分解法或合成法）分解法或合成法） F F合合mama 运动分析求运动分析求a a. .求得所需要运动量求得所需要运动量（vt/v0/S/t）应用牛顿第

9、二定律解题的基本题型可分两类：应用牛顿第二定律解题的基本题型可分两类：1、已知受力情况求解运动情况、已知受力情况求解运动情况(知知F求运动）；求运动）；2、已知运动情况求解受力情况、已知运动情况求解受力情况(知运动求知运动求F ）.解题思路：解题思路：从简灵活用分解从简灵活用分解法或合成法求法或合成法求F F合合借助运动规律和已知借助运动规律和已知量（量（v vt t/v/v0 0/S/t/S/t）求）求a a受力分析受力分析（示意图）（示意图）运动分析运动分析（示意图）（示意图）牛顿第二定律牛顿第二定律F F合合=ma=ma通常要定正方向通常要定正方向或选坐标系或选坐标系六、小结牛牛顿顿第第

10、二二定定律律实实验验验验证证公公式式和和内内容容特特征征方法方法:控制变量法控制变量法m一一定，定，aFF一定，一定， a1/mF =kma取取国国际际单单位位K=1公式：公式：F合合=ma物体的加速度跟所受的外力的合力成物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同的方向跟合力的方向相同.矢量性、同体性矢量性、同体性瞬时性、独立性瞬时性、独立性1（8分）某同学设计了一个探究小车的加速度分）某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力与小车所受拉力F及质量及质量m关系的实验，图中（甲）为实关系的实验，图中（甲）为实验装

11、置简图他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，验装置简图他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列说法中为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列说法中正确的是正确的是 （选填字母代号）（选填字母代号）A实验时要平衡摩擦力实验时要平衡摩擦力 B实验时不需要实验时不需要平衡摩擦力平衡摩擦力C钩码的重力要远小于小车的总重力钩码的重力要远小于小车的总重力 D实验进实验进行时应先释放小车再接通电源行时应先释放小车再接通电源 如图（乙）所示是某次实验中用频率为如图（乙）所示是某次实验中用频率为50Hz的打点的打点计时器得到的一条纸带，其中计时器得到的一条纸带，其中A、

12、B、C、D、E是计数点是计数点(每打每打5个点取一个计数点个点取一个计数点)，其中，其中L1=3.07cm, L2=12.38cm, L3=27.87cm, L4=49.62cm则打则打C点时点时小车的速度为小车的速度为 m/s，小车的加速度是，小车的加速度是 m/s2(计算结果均保留三位有效数字计算结果均保留三位有效数字) 由于该同学操作不当得到的aF关系图象如图（丙）所示，其原因是： 。 1.（每空每空2分，共分，共8分）（分）（1） A、C （2）v2= 1.24 m/s ，a = 6.22 m/s2（3） 平衡摩擦力不足平衡摩擦力不足 。 4.4.答案答案 实验前没有平衡摩实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分擦力或者平衡摩擦力不充分图图 4 4 1.在如下装置中，小车从静止释放，作何种运动？在如下装置中，小车从静止释放，作何种运动？2.要测定小车的加速度，必须首先测定哪些物理量？要测定小车的加速度，必须首先测定哪些物理量？3.设计怎样一个表格来记录实验数据？设计怎样一个表格来记录实验数据？其它实验设计其它实验设计