人教版（2019）高一物理必修第一册第四章第二节4.2 探究加速度与力 质量的关系(共17张PPT).ppt

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1、4.2探究加速度与力、质量的关系,望庐山瀑布【作者】李白【朝代】唐日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川。飞流直下三千尺，疑是银河落九天。,为什么水流向下的速度会越来越快呢？飞流直下的瀑布中又蕴含了哪些物理知识呢？,物体的质量越大，物体的运动状态越难改变；物体的质量越小，物体的运动状态较易改变。同学们根据之前的所学知识及日常见闻实例猜测一下：加速度的大小与哪些物理量有关呢？,加速度的大小可能与物体的受力、质量有关。那具体又有什么关系呢？,利用控制变量法来研究加速度、力及质量三个量之间的关系。控制其中一个量不变，研究另外两个量之间的关系。,1、加速度与力的关系,生活经验：用大的力推物体，物体会获得大的加

2、速度；而用小的力推相同的物体，物体会获得小的加速度。,加速度和力之间存在什么样的关系呢？,实验探究：控制物体的质量不变，探究加速度与受力之间的定量关系。,怎样测量物体的加速度？,思考：,参考前面学习过的实验：探究小车速度随时间变化的规律实验中计算加速度的方法；可以使用光电门、数字计时器得到物体的瞬时速度。,怎样提供并测量物体所受的恒力？,要求物体所受的合力恒定，且方便测量，参考前面学习过的实验：探究小车速度随时间变化的规律的实验装置，可用钩码拉着滑块运动。那么在什么情况下，我们可以把钩码所受的重力直接看作滑块的合力呢？,考虑到滑块与长木板之间有摩擦力，可用重力的分力来平衡摩擦力，即可以将长木板

3、倾斜一个角度，使得滑块在没有拉力的情况下可以匀速下滑；考虑到加速度比较大时，拉力不等于重力，可让滑块的质量远大于钩码的总质量，则加速度较小，此时认为拉力近似等于钩码的重力。也可用气垫导轨、力传感器来直接测量拉力的大小。,实验器材气垫导轨装置（导轨、滑块、气源、光电门、光电计时器）、钩码、砝码、天平、力传感器、细绳等。,实验探究:水平放置的气垫导轨上的滑块所受的摩擦力可以忽略时，作用在滑块上的拉力就是合外力。,1.搭建好实验器材，气垫导轨水平；2.让滑块在钩码的作用下加速运动；3.记录滑块通过光电门的速度v1和v2、钩码的质量、两光电门间的距离s；保持滑块的质量不变，通过改变钩码的个数，以改变拉

4、力的大小，重复实验多次。,数据记录将滑块质量不变时的数据记入表格进行分析，滑块的质量M=kg。同学们可以小组合作完成实验，并把实验数据填入表格中。,从这些数据，同学们发现了什么样的规律呢？是否满足正比关系？图象法处理质量不变时，加速度与合力之间的关系，以合力为横坐标、加速度为纵坐标，在坐标纸上描出相应的实验数据，作a-F的关系图象。,数据记录与处理,注意：描点连线时，要让点均匀地分布在直线的两边，误差较大的点应舍去。,探究结论,a-F图象是一条过坐标原点的直线，表示质量一定时，a与F成正比。,2、加速度与质量的关系,设计实验方案：从生活经验出发，猜想加速度与质量又成什么关系？怎样用现有的实验器

5、材设计实验进行验证呢？,生活经验：用力推质量大的物体，物体会获得小的加速度；而用相同的力推质量小的物体，物体会获得大的加速度。,加速度可能与质量成反比?,实验探究控制滑块的受力不变，探究加速度与质量之间的定量关系。,1.保持钩码的质量不变，即滑块所受的拉力不变，记录滑块通过光电门的速度v1和v2；2.在滑块上增加砝码的个数，以改变滑块的质量，重复实验多次。,实验设计,数据记录与分析将滑块受力不变时的数据记入表格进行分析，滑块拉力F=N,通过实验可以得到一些数据，然后根据得到的数据，同学们发现了什么样的规律呢？是否满足正比关系？,图象法处理受力不变时，加速度与质量之间的关系，以质量为横坐标、加速

6、度为纵坐标，在坐标纸上描出相应的实验数据，作a-M的关系图象。作出的a-M的图象不易反映出相应的变化规律。若a与M成反比，则a与1/M成正比。以1/M为横坐标、加速度a为纵坐标，在坐标纸上描出相应的实验数据，作a-1/M的关系图象。,a-1/M图象是一条过坐标原点的直线，表示合力一定时，a与1/M成正比，a则与M成反比。,实验误差分析,思考：分析得到如图所示的a-F图象和a-1/M图象，是什么原因引起的误差？请同学们从平衡摩擦力不准这个原因出发，进行分析。,【典型例题】某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图(a)表示为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)(1)图(b)所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为_m/s2。(保留两位有效数字)(2)保持沙和沙桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的1/m数据如下表：请在下图所示的坐标纸中画出a1/m图线，并由图线求出小车加速度a与质量倒数1/m之间的关系式是_。,3.2,a=1/2m,