《实验：探究加速度与力、质量的关系》课件(改进版).ppt

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1、1 1、牛顿第一定律：、牛顿第一定律：2 2、惯性体现物体运动状态改变的难易程度，、惯性体现物体运动状态改变的难易程度，其大小由什么决定？其大小由什么决定？3 3、运动状态由哪个物理量来描述？、运动状态由哪个物理量来描述？复习：复习：复习思考：复习思考：？力力运动状态变化运动状态变化速度变化速度变化产生加速度产生加速度力是产生加速度的原因力是产生加速度的原因猜一猜 加速度与哪些因素有关？第二节第二节 心动 不如行动制定实验方案、设计实验制定实验方案、设计实验 小车、打点计时器、纸带、小车、打点计时器、纸带、学生电源、一端带滑轮的长木板、细学生电源、一端带滑轮的长木板、细线、刻度尺、天平、钩码线

2、、刻度尺、天平、钩码2.物体的质量用测量物体的质量用测量天平天平1.怎样测量物体的加速度？怎样测量物体的加速度？3.怎样给小车提供一个恒定的合力？怎样给小车提供一个恒定的合力？实验器材：实验器材：钩码的总重力钩码的总重力G当作小车受当作小车受到的拉力到的拉力F从打点计时器打出从打点计时器打出的纸带计算出小车的纸带计算出小车的加速度的加速度a用天平测出小车用天平测出小车的质量的质量m实验一、实验一、我们必须要使绳拉小车的力成为小车受到的我们必须要使绳拉小车的力成为小车受到的合力，否则还要计算滑动摩擦力，使问题复合力，否则还要计算滑动摩擦力，使问题复杂化，那么怎样抵消摩擦力的影响呢？杂化，那么怎样

3、抵消摩擦力的影响呢？平衡摩擦力平衡摩擦力 4.如何测定小车受到的合力？如何测定小车受到的合力？5.绳子拉力大小绳子拉力大小?钩码的重力。钩码的重力。等于等于6.什么情况下，绳子拉力近似等于什么情况下，绳子拉力近似等于钩码重力即小车所受的合力？钩码重力即小车所受的合力？理论计算发现：理论计算发现：当钩码质量比小车质量当钩码质量比小车质量小很多时小很多时（mM），绳子拉力近似等），绳子拉力近似等于钩码重力即小车所受的合力于钩码重力即小车所受的合力测加速度法测加速度法方案一：方案一：实验实验装置装置图图方案一：方案一：实验探究实验探究1.探究加速度与合力的关系探究加速度与合力的关系实验基本思路：保持

4、小车的质量不变，实验基本思路：保持小车的质量不变，测量小车在不同作用下的加速度，分析测量小车在不同作用下的加速度，分析加速度与合力的关系。加速度与合力的关系。做实验做实验 、得数据、填表格一、得数据、填表格一、作图象、进行分析、形成结论作图象、进行分析、形成结论怎样改变合力？怎样改变合力？当小当小车质车质量不量不变时变时次数次数F/NF/Na/m a/m s s-2-21 12 23 34 45 50.10 0.1460.10 0.1460.20 0.3020.20 0.3020.30 0.4280.30 0.4280.40 0.5920.40 0.5920.50 0.7510.50 0.75

5、1F F/N Na/a/m ms s -2-20.150.150.300.300.450.450.600.600.750.750 0.1 0.2 0.3 0.4 0.50 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5如何更直如何更直如何更直如何更直观地处理观地处理观地处理观地处理数据？数据？数据？数据？结论结论 aF2.探究加速度与质量的关系探究加速度与质量的关系实验基本思路：保持小车所受合力不变，测量不实验基本思路：保持小车所受合力不变，测量不同质量的小车在该力下的加速度，分析加速度与同质量的小车在该力下的加速度，分析加速度与质量的关系。质量的关系。做实验做实验 、得数据、填表格二、得数据、填表格

6、二、作图象、交流分析、形成结论作图象、交流分析、形成结论怎样改变小车的质量？怎样改变小车的质量？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 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 2

7、3 34 45 5/kg/kg-1-12.502.502.002.001.331.331.001.000.830.83m m1 10.400 0.8610.400 0.8610.500 0.6920.500 0.6920.750 0.4700.750 0.4701.000 0.3521.000 0.3521.200 0.2901.200 0.290结论结论a1/m探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系1.研究方法：研究方法：2.结论：结论：控制变量法控制变量法aF a1/m结论结论实验须知：实验须知：v1.平衡摩擦力平衡摩擦力v2.小车开始时要靠近打点计时器小车开始时要靠近打点计

8、时器v3.探究探究a与与F关系时，可在小车上关系时，可在小车上放两个的钩码放两个的钩码,F=mg g=9.8m/s2 4.打点计时器打点周期打点计时器打点周期T=0.02s 心动 不如行动1整个整个实验实验平衡了摩擦力后，不管以后是平衡了摩擦力后，不管以后是改改变变小小盘盘和砝和砝码码的的质质量量还还是改是改变变小小车车和砝和砝码码的的质质量，都不需要重新平衡摩擦力平衡摩量，都不需要重新平衡摩擦力平衡摩擦力擦力时时，应应在小在小车车后拖上后拖上纸带纸带，先接通，先接通电电源，源，再用手再用手给给小小车车一个初速度，若在一个初速度，若在纸带纸带上打出上打出的点的的点的间间隔是均匀的，隔是均匀的，

9、则则表明平衡了摩擦力，表明平衡了摩擦力，否否则则必必须须重新重新调调整小木板的位置整小木板的位置实验注意事项实验注意事项2平衡摩擦力后，每次平衡摩擦力后，每次实验时实验时必必须满须满足在小足在小车车与砝与砝码码的的总质总质量量远远大于砝大于砝码码和小和小盘盘的的总质总质量的条件下量的条件下进进行只有如此，砝行只有如此，砝码码和小和小盘盘的的总总重力才可重力才可视为视为与小与小车车受到的拉力相等受到的拉力相等3改改变变拉力和小拉力和小车质车质量后，每次开始量后，每次开始时时小小车应车应尽量靠近打点尽量靠近打点计时计时器器(或尽量或尽量远远离定滑离定滑轮轮的一端的一端)，并，并应应先接通先接通电电

10、源，再放开小源，再放开小车车，且在小且在小车车到达定滑到达定滑轮轮前前应应按住小按住小车车4各各纸带纸带的加速度的加速度a，都，都应应是是该纸带该纸带的平均的平均加速度加速度5作作图图象象时时，要使尽可能多的点在所作直，要使尽可能多的点在所作直线线上，不在直上，不在直线线上的点上的点应应尽可能尽可能对对称分布在称分布在所作直所作直线线的两的两侧侧方案二：方案二：比较法比较法方案二方案二：以小车、一端带滑轮的长木板、以小车、一端带滑轮的长木板、粗线、砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口粗线、砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口夹子为实验器材，研究小车的运动。夹子为实验器材，研究小车的运动。注意：只有当盘和砝

11、码的质量要比小车的注意：只有当盘和砝码的质量要比小车的质量小得多时，小车所受拉力才近似等于质量小得多时，小车所受拉力才近似等于盘和砝码的总重力。盘和砝码的总重力。1.1.怎样测量（或比较）物体的加速度？怎样测量（或比较）物体的加速度？2.2.怎样提供和测量物体所受的拉力怎样提供和测量物体所受的拉力F F？1、控制、控制m相同，探讨相同，探讨加速度加速度a与与F的关系的关系实验方案原理：实验方案原理：如图所示如图所示x1x2F1F2F1,F2，在相在相同的时间内同的时间内:x1=a1t2x2=a2t2a1/a2=x1/x2测量出测量出x1、x2 2、控制、控制F相同，探讨相同，探讨加速度加速度a

12、与与m的关系的关系保持物体的保持物体的质量不变质量不变，测量物体在不同的力，测量物体在不同的力作用下的加速度，分析加速度与力的关系作用下的加速度，分析加速度与力的关系小车质量小车质量M=M=g,g,小车上砝码质量小车上砝码质量m=m=g,g,小盘质量小盘质量M=M=g g次次数数小车小车1 1小车小车2 212345位移位移x x1 1/cm/cm位移位移x x2 2/cm/cm(M+m(M+m2 2)（g g）(表表示示F F2 2大小大小)盘中砝码盘中砝码mm2 2（g g）300 0 10 300 0 10 50502020303040406060盘中砝码盘中砝码mm1 1（g g）(M

13、+m(M+m1 1)（g g）(表表示示F F1 1大小大小)7070F F2 2/F F1 1x x2 2/x x1 10 0次数1234x x2 2x x1 1F F2 2F F1 1F Fa aa a1 1a a2 2为什么为什么x2/x1可以表示小车可以表示小车2的的a？为什么为什么F2/F1可以表示小车可以表示小车2的的F?思考：思考：小车质量小车质量M=M=g,g,小盘质量小盘质量M=M=g,g,盘中砝码质量盘中砝码质量m=m=g g次次数数小车小车1 1小车小车2 212345(M+m(M+m1 1)(M+m(M+m2 2)保持物体所受的保持物体所受的力相同力相同，测量不同质量的

14、物，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系量的关系300 6 50300 6 50车上砝车上砝码码m m1 1（g g）位移位移x x1 1/cm/cm1001005050150150200200250250车上砝码车上砝码 m m2 2（g g）位移位移x x2 2/cm/cm小车小车1 1质量质量M M1 1小车小车2 2质量质量M M2 2300300 x x2 2/x x1 10 0次数1234MM2 2/MM1 1x x2 2x x1 1MM2 2MM1 1MM1 1/MM2 2MM1 1MM2 2a am m1 1a a

15、1 1a a2 2为什么为什么x2/x1可以表示小车可以表示小车2的的a？为什么为什么M2/M1可以表示小车可以表示小车2的的M?为什么为什么M2/M1又表示小车又表示小车2的的1/M?思考：思考：小结小结探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系1.研究方法：研究方法：2.数据处理方法：数据处理方法：3.结论：结论：控制变量法控制变量法图象法图象法aF a1/m1小小车质车质量量m应应比重物的比重物的质质量量m大得多，大得多，其原理将在后面的牛其原理将在后面的牛顿顿运运动动定律的定律的应应用中用中专专门讨论门讨论二者差距越小，二者差距越小，图图象象线线性越差性越差2夹夹口的密合性能

16、差是造成口的密合性能差是造成误误差的原因之差的原因之一由于小一由于小车车的的质质量和速度量和速度较较大，大，夹夹子不易子不易夹夹住小住小车车的后拖的后拖线线；有些；有些时时候候夹夹子子夹夹住一根住一根拖拖线线，而另一根未被，而另一根未被夹夹住，住，对应对应小小车车仍向前仍向前运运动动，这这些都是造成位移些都是造成位移误误差的原因差的原因3小小车车运运动动停止停止时时不能与定滑不能与定滑轮轮相碰，如果相碰，如果小小车车碰到定滑碰到定滑轮轮才松手才松手让夹让夹子子夹夹住拖住拖线线，则则与定滑与定滑轮轮相碰的小相碰的小车车位移偏小，位移偏小，产产生生误误差差误差分析误差分析同学们同学们 再见！再见！