实验：探究加速度与力、质量的关系ppt课件.ppt

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1、眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观1 1、牛顿第一定律正确揭示了运动和力的关系：牛顿第一定律正确揭示了运动和力的关系：2 2、牛顿第一定律是牛顿第一定律是理想定律理想定律3 3、惯性惯性力是力是改变改变物体运动状态的原因物体运动状态的原因力不是力不是维持维持物体运动的原因物体运动的原因不受力的物体是不存在的，不受力的物体是不存在的，不能用实验来验证不能用实验来验证。一切一切物体在物体在任何任何状态下都有惯性状态下都有惯性 惯性惯性只只与物体的与物体的质量质量有关有关眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子

2、对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观回顾回顾: : 加速度加速度是描述是描述_的物理量的物理量赛车为什么比普通小车加速快？赛车为什么比普通小车加速快？ 赛车动力强大，赛车动力强大，牵引力大牵引力大满载的货车比小车加速慢，原因又是什么呢？满载的货车比小车加速慢，原因又是什么呢？ 小车小车质量小质量小物体的加速度与什么有关？是怎样的关系？物体的加速度与什么有关？是怎样的关系？ 受力大，加速度大；质量大，加速度小受力大，加速度大；质量大，加速度小 速度变化快慢速度变化快慢问题引入问题引入: :4.2 4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系实验：探究加速度与力、质量的关系眼睛是心

3、灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观 加速度加速度a a与力与力F F和质量和质量m m都有关，我们是分都有关，我们是分别研究还是一起研究？别研究还是一起研究？ 控制变量法控制变量法 1、控制、控制m相同，探讨相同，探讨加速度加速度a与与F的关系的关系2、控制、控制F相同，探讨相同，探讨加速度加速度a与与m的关系的关系 这种先控制一个参量不变，研究其余参这种先控制一个参量不变，研究其余参量之间变化关系的方法叫量之间变化关系的方法叫控制变量法控制变量法眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每

4、学期的视力测查中情况都不容乐观实验设计实验设计: : 参考方案一参考方案一: :用用打点计时器打点计时器探究探究小车小车: :打点计时器打点计时器: : 测量小车运动过程中的加速度测量小车运动过程中的加速度a钩码钩码: : 重力提供拉力重力提供拉力 研究对象研究对象, , 天平称其质量天平称其质量m 合力合力F=?F=?GFNFf怎样测量怎样测量 m m 、 a a 、 F F ？眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观平衡摩擦力：平衡摩擦力：GG1F FN NfG G1 1与摩擦力与摩擦力f f平衡平衡问：如果此时给问：如

5、果此时给小车小车加上一个沿斜面向下的拉力加上一个沿斜面向下的拉力F F，那，那它受到的它受到的合力合力F=? F=? 方法：方法：不挂小盘和不挂小盘和钩码钩码，将木板的一端稍作垫高，将木板的一端稍作垫高，逐渐逐渐调节木板的倾角，调节木板的倾角，直到直到使小车拖着纸带使小车拖着纸带匀速下滑匀速下滑（纸带纸带上打下的点间距相等）上打下的点间距相等）gmF整个实验只需进行一次平衡摩擦力的操作整个实验只需进行一次平衡摩擦力的操作钩码的重力，即钩码的重力，即眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观绳子的拉力等于绳子的拉力等于钩码的重力

6、钩码的重力吗？吗？ 不等于！因为钩码向下加速，所以不等于！因为钩码向下加速，所以绳子的拉力小于钩码的重力绳子的拉力小于钩码的重力. . 小车所受的合外力小车所受的合外力F F近似等于钩码所受近似等于钩码所受的重力的条件的重力的条件: : 1、平衡了摩擦力、平衡了摩擦力2、钩码的质量比小车质量小得多、钩码的质量比小车质量小得多,即即m m眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观例如：例如：a a与与F F的关系的有关数据资料如下表的关系的有关数据资料如下表. . (1)画出画出aF图象图象a a/(ms/(ms2 2) )1.

7、981.984.064.065.955.958.128.12F F/N/N1.001.002.002.003.003.004.004.00(2)(2)从图象可判定：从图象可判定：当当m m一定时，一定时，a a与与F F成成正比正比1、控制、控制m相同，探讨相同，探讨加速度加速度a与与F的关系的关系m m一定，一定， a Fa F；眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观注意：注意： 因实验中不可避免地出现误差，描出因实验中不可避免地出现误差，描出的点不完全在一条直线上的点不完全在一条直线上 连线时应使直线过尽量多的点，不在

8、直连线时应使直线过尽量多的点，不在直线上的点应大致对称分布在直线两侧，离直线上的点应大致对称分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予考虑线较远的点应视为错误数据，不予考虑 a a与与F F成正比，图线是过原点的直线成正比，图线是过原点的直线眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观例如：例如：a a与与m m的有关数据资料如下表的有关数据资料如下表. . 实验实验次数次数加速度加速度a a/(ms/(ms2 2) )小车与砝码小车与砝码总质量总质量m m/kg/kg小车与砝码小车与砝码总质量的倒数总质量的倒数m m1

9、 1/kg/kg1 11 10.290.290.200.205.05.02 20.250.250.250.254.04.03 30.220.220.300.303.33.34 40.180.180.350.352.92.95 50.160.160.400.402.52.52、控制、控制F相同，探讨相同，探讨加速度加速度a与与m的关系的关系眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观(1)画出画出a 图象图象m1(2)(2)从图象可以判定：当从图象可以判定：当F F一定时，一定时，a a与与m m成反比成反比F F一定，一定， a

10、1/ma1/m眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观五、误差分析五、误差分析1 1质量的测量误差、纸带上打点计时器质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差木板平行等都会造成误差2 2用小盘及砝码的总重力代替小车受到用小盘及砝码的总重力代替小车受到拉力，存在系统误差拉力，存在系统误差3 3平衡摩擦力不准造成误差平衡摩擦力不准造成误差眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容

11、乐观实验原理实验原理: :若物体作初速度为零的匀加速直线运动若物体作初速度为零的匀加速直线运动, ,则则: : 变形得变形得: : 在实验中，我们让两个小车在实验中，我们让两个小车同时运动同时同时运动同时停下停下, ,时间相同，则加速度的比值等于运动位时间相同，则加速度的比值等于运动位移的比值，即移的比值，即: :参考案例二参考案例二22txa 221atx 2121xxaa眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观实验数据处理实验数据处理 次数次数1 12 23 34 4F1F2F1 /F2x1x22121xxaa结论结论:

12、2121FFaa物体的加速度与力成正比物体的加速度与力成正比1 1、控制、控制m m相同，探讨相同，探讨加速度加速度a a与与F F的关系的关系眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观次数次数1 12 23 34 4m1m2m2 /m1x1x22121xxaa结论结论:1221mmaa物体的加速度与质量成反比物体的加速度与质量成反比2、控制、控制F相同，探讨相同，探讨加速度加速度a与与m的关系的关系眼睛是心灵的窗户，

13、是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观例题例题1 1某同学在做某同学在做“探究加速度与力、质量的关探究加速度与力、质量的关系系”的实验时，画出了如图所示的三条图线，的实验时，画出了如图所示的三条图线，这三条图线表示实验中的这三条图线表示实验中的_不同不同 小车的质量小车的质量眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观解析解析过过F F轴上的某一点作一条平行于轴上的某

14、一点作一条平行于a a轴的直轴的直线，与三条图线有三个交点，可以看出三个交点对线，与三条图线有三个交点，可以看出三个交点对应的纵坐标应的纵坐标a a的值不同，的值不同，a a的值越小，运动状态越难的值越小，运动状态越难改变，惯性越大，质量也就越大，改变，惯性越大，质量也就越大，答案答案这三条图线表示实验中的这三条图线表示实验中的小车的质量小车的质量不同不同眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观实验误差分析实验误差分析例例2 2用如图所示的装置研究质量一定时，用如图所示的装置研究质量一定时，加速度与力的关系实验中认为细绳对小

15、车的加速度与力的关系实验中认为细绳对小车的作用力作用力F等于沙和桶的总重力等于沙和桶的总重力mg. 根据测得的根据测得的数据作出数据作出aF 图线图线发现横轴上的截距发现横轴上的截距OA较较大，明显地超出了偶然误差的范围，这是由于大，明显地超出了偶然误差的范围，这是由于在实验中没有在实验中没有_平衡摩擦力平衡摩擦力眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观解析解析细绳对小车的拉力细绳对小车的拉力F F达到一定的数值前，达到一定的数值前，小车仍静止，表示木板的摩擦力不能忽略，同小车仍静止，表示木板的摩擦力不能忽略，同时也表明该同

16、学做实验时，没有给实验装置平时也表明该同学做实验时，没有给实验装置平衡摩擦力衡摩擦力答案答案给实验装置平衡摩擦力给实验装置平衡摩擦力眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观变式训练变式训练2如果某同学根据测得的数据作出的如果某同学根据测得的数据作出的aF图线如图线如图所示，则：图所示，则：实验中出现误差的原因是什么？实验中出现误差的原因是什么？平衡摩擦力时，长木板的倾角过大平衡摩擦力时，长木板的倾角过大解析解析当力当力F F为零时，加速度为零时，加速度不为零，就说明当力为零时，不为零，就说明当力为零时，小车仍在长木板上向下加

17、速，小车仍在长木板上向下加速，其原因就是平衡摩擦力时长木其原因就是平衡摩擦力时长木板倾角过大，使得小车的重力板倾角过大，使得小车的重力沿斜面向下的分力大于小车所沿斜面向下的分力大于小车所受滑动摩擦力，所以应重新调受滑动摩擦力，所以应重新调整木板，平衡摩擦力整木板，平衡摩擦力眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观四、实验注意事项四、实验注意事项例例4 4在在“探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系”的的实验中，当作用力一定时实验中，当作用力一定时(悬挂的小盘和重物所受悬挂的小盘和重物所受的重力不变的重力不变)，

18、探索加速度与质量的关系时，下列，探索加速度与质量的关系时，下列说法正确的是说法正确的是()A平衡摩擦力时，应将小盘用细绳通过定滑轮平衡摩擦力时，应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上系在小车上B每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力力C实验时，先放开小车，再接通打点计时器的实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源电源D小车运动的加速度可用天平测出小车的质量小车运动的加速度可用天平测出小车的质量M和和小盘和重物小盘和重物的质量的质量m，用公式，用公式 求出求出gMma B眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视

19、力测查中情况都不容乐观解析解析在平衡摩擦力时，不应将装沙的小桶通过定滑轮在平衡摩擦力时，不应将装沙的小桶通过定滑轮连在小车上，而是在木板后端垫上适应厚度的薄片，再连在小车上，而是在木板后端垫上适应厚度的薄片，再观察小车能在木板上带着纸带匀速下滑即可，故选项观察小车能在木板上带着纸带匀速下滑即可，故选项A A错错误，误，B B正确；操作时应先接通打点计时器的电源再放开小正确；操作时应先接通打点计时器的电源再放开小车，故选项车，故选项C C错误；牛顿第二定律是本实验要达到的目标，错误；牛顿第二定律是本实验要达到的目标，不能把它作为理论根据来计算加速度，其加速度只能从不能把它作为理论根据来计算加速度

20、，其加速度只能从纸带提供的数据计算得出，故选项纸带提供的数据计算得出，故选项D D错误错误答案答案B眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观光电门光电门1 1光电门光电门2 2挡光板挡光板xX & t方案三：方案三：利用气垫导轨来探究加速度与力、质量的关系利用气垫导轨来探究加速度与力、质量的关系2222021()()22xxvvttaxxttxtxtvva120眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观光电门光电门数字计时器数字计时器拓展探究拓展探究眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观课堂小结课堂小结 本节课以实验为依据，采用控制变本节课以实验为依据，采用控制变量法进行研究，根据已掌握的物理知量法进行研究，根据已掌握的物理知识设计实验方案，探索物理规律是物识设计实验方案，探索物理规律是物理学研究的重要方法。理学研究的重要方法。眼睛是心灵的窗户，是人体中最宝贵的感觉器官，可很多孩子对眼睛的重要性不重视。在每学期的视力测查中情况都不容乐观实验验证实验验证思考：如何设计实验思考：如何设计实验?事实是不是这样？事实是不是这样？m一定，一定， a F； F一定，一定， a1/m。