实验探究加速度与力和质量的关系.ppt

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1、栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律第二第二节节实验实验：探究加速度与：探究加速度与力、力、质质量的关系量的关系栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律学学习习目目标标：1.会会通通过过“控控制制变变量量法法”探探究究加加速度与力、速度与力、质质量的关系量的关系2会用会用图图象表示加速度与象表示加速度与质质量之量之

2、间间的关系的关系3会用会用图图象表示加速度与力之象表示加速度与力之间间的关系的关系重重点点难难点点：1.如如何何利利用用“控控制制变变量量法法”进进行行实验实验2怎怎样测样测量加速度和怎量加速度和怎样样提供并提供并测测量物体所量物体所受的力受的力目标导航目标导航目标导航目标导航栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律基基础础梳梳理理明明晰晰原原理理一、一、实验实验目的目的1学会用控制学会用控制变变量法探究物理量法探究物理规规律律2探究加速度与力、探究加速度

3、与力、质质量的关系量的关系栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律二、二、实验实验原理原理加速度加速度a和和质质量量m、外力、外力F都有关系研究它都有关系研究它们们之之间间的关系的关系时时，先保持，先保持质质量不量不变变，测测量物量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系度与力的关系;再保持物体所受的力相同再保持物体所受的力相同,测测量不同量不同质质量的物体在量的物体在该该力作用下的加速度，力作用下的加速度

4、，分析加速度与分析加速度与质质量的关系量的关系这这种先控制某个种先控制某个参量不参量不变变，研究另两个参量之，研究另两个参量之间变间变化关系的化关系的方法叫控制方法叫控制变变量法量法栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律三、三、实验实验器材器材打打点点计计时时器器、纸纸带带、复复写写纸纸片片、小小车车、一一端端附附有有定定滑滑轮轮的的长长木木板板、小小盘盘、重重物物、夹夹子子、细细绳绳、低低压压交交流流电电源源、导导线线、天天平平(带带有有一一套套砝砝码

5、码)、刻度尺、刻度尺四、四、实验实验步步骤骤1用用天天平平测测出出小小车车和和重重物物(包包括括小小盘盘)的的质质量量分分别为别为M0、m0，并把数，并把数值记录值记录下来下来栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律2按按图图421将将实验实验器材安装好器材安装好(小小车车上不上不系系绳绳)图图421栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章

6、牛顿顿运运动动定律定律3平平衡衡摩摩擦擦力力，把把木木板板无无滑滑轮轮的的一一端端下下面面垫垫一一薄薄木木板板，反反复复移移动动其其位位置置，直直到到打打点点计计时时器器正正常常工工作作后后不不挂挂重重物物的的小小车车在在斜斜面面上上做做匀匀速速直直线线运运动为动为止止(纸带纸带上相上相邻邻点点间间距相等距相等)4将重物通将重物通过细绳过细绳系在小系在小车车上，接通上，接通电电源，源，放开小放开小车车，用，用纸带记录纸带记录小小车车的运的运动动情况；取下情况；取下纸带纸带并在并在纸带纸带上上标标上号上号码码及此及此时时所挂重物所挂重物(包包括小括小盘盘)的重力的重力m0g.栏目栏目导引导引基础

7、梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律5保保持持小小车车的的质质量量不不变变，改改变变所所挂挂重重物物的的重重力力，重重复复步步骤骤4，多多做做几几次次实实验验，每每次次小小车车从从同同一一位位置置释释放放，并并记记录录好好相相应应纸纸带带及及重重物物(包包括小括小盘盘)的重力的重力m1g、m2g6保保持持小小车车所所受受合合外外力力不不变变，在在小小车车上上加加放放砝砝码码，并并测测出出小小车车与与所所放放砝砝码码的的总总质质量量M1，接接通通电电源源，放放开开小小车车，

8、用用纸纸带带记记录录小小车车的的运运动动情况，取下情况，取下纸带纸带并在并在纸带纸带上上标标上号上号码码7继续继续在小在小车车上加放砝上加放砝码码，重复步，重复步骤骤6，多做，多做几次几次实验实验,在每次得到的在每次得到的纸带纸带上上标标上号上号码码栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律要要点点整整合合核核心心突突破破要点要点1平衡摩擦力的目的和方法平衡摩擦力的目的和方法1目目的的：垫垫高高木木板板不不带带滑滑轮轮的的一一端端，使使小小车车自自身身重重力

9、力沿沿斜斜面面的的分分力力平平衡衡摩摩擦擦力力，这这样样小小车车所所受受拉拉力力即即为为合合力力，使使合合力力的的测测量量方方便便可行可行栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律2方法：不挂重物，使小方法：不挂重物，使小车车拖着拖着纸带纸带，纸带纸带通通过过打点打点计时计时器，并且使打点器，并且使打点计时计时器器处处于工于工作状作状态态，逐，逐渐调节渐调节木板的木板的倾倾角，使打下的角，使打下的纸纸带带上相上相邻邻点点间间距相等，距相等，则说则说明小明小车

10、车做匀速直做匀速直线线运运动动，即平衡了摩擦力，即平衡了摩擦力栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律要点要点2数据数据处处理理1物体的物体的质质量一定，加速度与受力的关系量一定，加速度与受力的关系由表中数据，作出由表中数据，作出aF图图象，并得出象，并得出结论结论实验实验序号序号加速度加速度a/ms2小小车车受力受力F/N123栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精

11、析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律2物体的受力一定，加速度与物体的受力一定，加速度与质质量的关系量的关系实验实验序号序号加速度加速度a/ms2小小车质车质量量m/kg123栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律要点要点3误误差分析差分析产产生原因生原因减小方法减小方法偶然偶然误误差差质质量量测测量不准、量不准、计计数点数点间间距距测测量量不准不准多次多次测测量求平均量求平均值值小小车车所受拉力所受拉力测测量不准量不准准确平衡摩擦力准确平

12、衡摩擦力使使细绳细绳和和纸带纸带平行于木板平行于木板作作图图不准不准使尽可能多的点落在直使尽可能多的点落在直线线上上或均匀分布在直或均匀分布在直线线两两侧侧，误误差差较较大的点舍去大的点舍去系系统统误误差差小小盘盘及重物的及重物的总总重力代替小重力代替小车车所所受的拉力受的拉力使小使小盘盘和重物的和重物的总质总质量量远远小小于小于小车车的的质质量量栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律要点要点4注意事注意事项项1平平衡衡摩摩擦擦力力时时不不要要挂挂重重物

13、物，整整个个实实验验平平衡衡了了摩摩擦擦力力后后，不不管管以以后后是是改改变变小小盘盘和和重重物物的的质质量量还还是是改改变变小小车车及及砝砝码码的的质质量量，都都不不需需要要重重新新平衡摩擦力平衡摩擦力2实验实验中必中必须满须满足小足小车车和砝和砝码码的的总质总质量量远远大大于小于小盘盘和重物的和重物的总质总质量量(M10m即可即可)只有只有如此，重物和小如此，重物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受到的拉力相等到的拉力相等栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章

14、牛第四章牛顿顿运运动动定律定律3小小车车应应靠靠近近打打点点计计时时器器且且先先接接通通电电源源再再放放手手4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所称分布在所作直作直线线两两侧侧离直离直线较远线较远的点是的点是错误错误数据，数据，可舍去不予考可舍去不予考虑虑栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律类类型型精精析析典典例例导导悟悟类类型一型一实验实验数据数据处处

15、理理 在做在做“探究加速度与力、探究加速度与力、质质量的关系量的关系”的的实验实验中，保持小中，保持小车车和砝和砝码码的的总质总质量不量不变变,测测得小得小车车的加速度的加速度a和拉力和拉力F的数据如下表所示的数据如下表所示例例1F(N)0.200.300.400.500.60a(m/s2)0.110.190.290.400.51栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律(1)根据表中的数据在坐根据表中的数据在坐标标系上作出系上作出aF图图象象;(2)图图象

16、斜率的物理意象斜率的物理意义义是是_图图422栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律(3)小小车车和砝和砝码码的的总质总质量量为为_kg.(4)图线图线(或延或延长线长线)与与F轴轴截距的物理意截距的物理意义义是是_栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律【精精讲讲精析精析】(1)根据所根据所给给数据在所数据在所给给

17、坐坐标标系中准确描点，作出的系中准确描点，作出的aF图图象如象如图图423所示所示图图423栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律【答答案案】(1)见见精精讲讲精精析析(2)小小车车和和砝砝码码总质总质量的倒数量的倒数(3)1(4)小小车车受到的阻力受到的阻力为为0.1 N栏目

18、栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律类型二实验原理及误差分析类型二实验原理及误差分析 (2010高高考考山山东东卷卷)某某同同学学设设计计了了如如图图424所所示示的的装装置置来来探探究究加加速速度度与与力力的的关关系系.弹弹簧簧秤秤固固定定在在一一合合适适的的木木板板上上，桌桌面面的的右右边边缘缘固固定定一一支支表表面面光光滑滑的的铅铅笔笔以以代代替替定定滑滑轮轮，细细绳绳的两端分别与弹簧秤的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接的挂钩和矿泉水瓶连接例例2

19、图图424栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律在在桌桌面面上上画画出出两两条条平平行行线线MN、PQ，并并测测出出间间距距d.开开始始时时将将木木板板置置于于MN处处，现现缓缓慢慢向向瓶瓶中中加加水水，直直到到木木板板刚刚刚刚开开始始运运动动为为止止，记记下下弹弹簧簧秤秤的的示示数数F0,以以此此表表示示滑滑动动摩摩擦擦力力的的大大小小再再将将木木板板放放回回原原处处并并按按住住，继继续续向向瓶瓶中中加加水水后后，记记下下弹弹簧簧秤秤的的示示数数F1，

20、然然后后释释放放木木板板，并并用用秒秒表记下木板运动到表记下木板运动到PQ处的时间处的时间t.栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律(1)木木板板的的加加速速度度可可以以用用d、t表表示示为为a_;为为了了减减小小测测量量加加速速度度的的偶偶然然误误差差可可以以采采用用的的方方法是法是(一种即可一种即可)_.栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四

21、章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律(2)改改变变瓶中水的瓶中水的质质量重复量重复实验实验，确定加速度，确定加速度a与与弹弹簧秤示数簧秤示数F1的关系如的关系如图图425所示所示图图象能表示象能表示该该同学同学实验结实验结果的是果的是_图图425栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律(3)用用加加水水的的方方法法改改变变拉拉力力的的大大小小与与挂挂钩钩码码的的方法相比，它的方法相比，它的优优点是点是_a可以改可以改变变滑滑动动摩擦力的大小摩擦力的大小b可以更

22、方便地可以更方便地获获取多取多组实验组实验数据数据c可以比可以比较较精确地精确地测测出摩擦力的大小出摩擦力的大小d可以可以获获得更大的加速度以提高得更大的加速度以提高实验实验精度精度栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律(2)该实验该实验原理与教材原理与教材实验实验原理原理类类

23、似似,同同样样需要需要满满足木板的足木板的质质量量M远远大于大于矿矿泉水的泉水的质质量量m，此，此时时可可认为绳认为绳上的拉力近似等于上的拉力近似等于弹弹簧秤示数簧秤示数F1.本本实验实验中没有平衡摩擦力，但通中没有平衡摩擦力，但通过题过题意可知受到的摩擦意可知受到的摩擦力力为为F0，木板受到的合外力，木板受到的合外力为为(F1F0)图图象反象反映的是映的是a与与F1的关系的关系,而不是而不是a与与(F1F0)的关系，的关系，所以所以图图象不象不过过原点当原点当F1增大增大时时，即，即矿矿泉水瓶的泉水瓶的质质量量m增大增大时时，实验实验的前提条件不再的前提条件不再满满足，此足，此时时a越大越大

24、,绳绳上的拉力就越小于上的拉力就越小于弹弹簧秤示数簧秤示数F1，加速，加速度增加得就越慢，度增加得就越慢，图线图线向下弯曲向下弯曲,c正确正确栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律(3)用加水的方法改用加水的方法改变变拉力的大小与挂拉力的大小与挂钩码钩码的方的方法相比，它的法相比，它的优优点是可以更方便地点是可以更方便地获获取多取多组实组实验验数据和比数据和比较较精确地精确地测测出摩擦力的大小，出摩擦力的大小，b、c说说法是正确的；两种法是正确的；两种实

25、验实验方法都不可以改方法都不可以改变变滑滑动动摩擦力的大小，摩擦力的大小，a错误错误；通；通过过(2)中分析可以中分析可以知道当加速度增大知道当加速度增大时时，实验实验条件便不再条件便不再满满足，足，此此时实验误时实验误差差变变大，大，d说说法法错误错误【答答案案】(1)2d/t2保保持持F1不不变变，重重复复实实验验多多次次测测量，求平均量，求平均值值(2)c(3)b、c栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律知知能能演演练练轻轻松松闯闯关关栏目栏目导引导引基础梳理明基础梳理明晰原理晰原理要点整合核要点整合核心突破心突破知能演练轻知能演练轻松闯关松闯关类型精析典类型精析典例导悟例导悟第四章牛第四章牛顿顿运运动动定律定律本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放