【课件】实验：探究加速度与力、质量的关系 2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册.pptx

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1、教教学学目目标标第第2 2节节 探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律重点：重点：重点：重点：对对对对aFaFaFaF、a1a1a1a1m m m m的探究的探究的探究的探究难点：难点：难点：难点：探究性实验的基本思路和方法探究性实验的基本思路和方法探究性实验的基本思路和方法探究性实验的基本思路和方法2.2.2.2.探究加速度与力、质量的关系，探究加速度与力、质量的关系，探究加速度与力、质量的关系，探究加速度与力、质量的关系，能作出能作出能作出能作出a-Fa-Fa-Fa-F、a-1/ma-1/ma-1/ma-1/m图象图象图象图象3.3.3.

2、3.对自己的实验结果进行归纳分析，对自己的实验结果进行归纳分析，对自己的实验结果进行归纳分析，对自己的实验结果进行归纳分析，能得出能得出能得出能得出 实验结论，初步理解牛顿第二定律实验结论，初步理解牛顿第二定律实验结论，初步理解牛顿第二定律实验结论，初步理解牛顿第二定律4.4.4.4.进一步学习掌握控制变量法进一步学习掌握控制变量法进一步学习掌握控制变量法进一步学习掌握控制变量法1.1.1.1.明确用明确用明确用明确用“比较比较比较比较”的方法测量加速度的方法测量加速度的方法测量加速度的方法测量加速度引入：引入：1.1.物体运动状态改变的快慢用什么物理量来描述？物体运动状态改变的快慢用什么物理

3、量来描述？2.2.物体运动状态的改变与哪些因素有关物体运动状态的改变与哪些因素有关?物体运动状态发生改变是由于物体受到了力的作用物体运动状态发生改变是由于物体受到了力的作用质量是物体惯性大小的唯一量度，质量是物体惯性大小的唯一量度，反映物体运动状态改变的难易程度。反映物体运动状态改变的难易程度。物体运动状态改变的快慢用物体运动状态改变的快慢用加速度加速度加速度加速度来描述来描述加速度与力有关加速度与力有关加速度与质量有关加速度与质量有关实验探究（控制变量法）实验探究（控制变量法）1.1.采用控制变量法：研究小车的加速度采用控制变量法：研究小车的加速度a a与拉力与拉力F F及小车及小车 质量质

4、量m m的关系时，可先保持的关系时，可先保持m m一定，研究一定，研究a a与与F F的关系；的关系；再保持再保持F F一定，研究一定，研究a a与与m m的关系的关系二、实验原理：二、实验原理：一、实验目的：一、实验目的：探究加速度与力、质量间的关系探究加速度与力、质量间的关系2.2.要测量的物理量：要测量的物理量：小车与其上砝码的总质量小车与其上砝码的总质量M-M-用天平称量；用天平称量；小车受到的拉力小车受到的拉力F-F-用天平测出小盘和砝码的质量用天平测出小盘和砝码的质量m,m,由由F=G=mgF=G=mg算出；算出；小车的加速度小车的加速度a-a-通过打点计时器打出的纸带算出通过打点

5、计时器打出的纸带算出三、实验器材：三、实验器材：小车、打点计时器、低压交流电源、导线、纸带和复写纸、小车、打点计时器、低压交流电源、导线、纸带和复写纸、一端附有定滑轮的长木板、细线、小盘和砝码、天平、刻度一端附有定滑轮的长木板、细线、小盘和砝码、天平、刻度尺。尺。四、四、实验实验步骤：步骤：1.1.用天平测出小车和小盘的质量用天平测出小车和小盘的质量M M与与MM，把数值记录下来，把数值记录下来.2.2.安装好实验器材：将打点计时器固定在长木板无滑轮的安装好实验器材：将打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，连接好电路一端，连接好电路.3.3.平衡摩擦力：平衡摩擦力：不给小车施加牵引力，在长木板不

6、带定滑轮不给小车施加牵引力，在长木板不带定滑轮的一端垫上一薄木板，反复移动薄木板的位置，直到小车在的一端垫上一薄木板，反复移动薄木板的位置，直到小车在斜面上做匀速运动斜面上做匀速运动.（可以根据纸带上的点来判断）（可以根据纸带上的点来判断）4.4.把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘，先接通电源把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘，先接通电源 再释放小车，取下纸带，并做好标记再释放小车，取下纸带，并做好标记.5.5.保持小车的质量不变，在小盘内放入质量为保持小车的质量不变，在小盘内放入质量为mm的砝码，的砝码，重复步骤重复步骤4 4，再改变小盘内砝码的质量，重复步骤，再改变小盘内砝码的质量，重

7、复步骤4 4，把各次盘内砝码质量的数值记录下来把各次盘内砝码质量的数值记录下来.6.6.在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，按在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，按“测定匀变测定匀变 速直线运动的加速度速直线运动的加速度”实验中的方法（逐差法）算出每条实验中的方法（逐差法）算出每条 纸带的加速度纸带的加速度a.a.7.7.以纵坐标表示加速度，横坐标表示力，根据实验结果在坐以纵坐标表示加速度，横坐标表示力，根据实验结果在坐 标平面上画出相应的点。若这些点在一条直线上，便证明标平面上画出相应的点。若这些点在一条直线上，便证明 了加速度与作用力成正比了加速度与作用力成正比.8.8.保持小盘和盘内

8、砝码的质量不变，在小车上放入质量为保持小盘和盘内砝码的质量不变，在小车上放入质量为MM 的砝码，重复步骤的砝码，重复步骤4 4和和6 6，再改变小车上砝码的质量，重复，再改变小车上砝码的质量，重复 步骤步骤4 4和和6 6，把各次小车上的砝码质量和相应的加速度数值，把各次小车上的砝码质量和相应的加速度数值 记录下来记录下来.9.9.以纵坐标表示加速度，横坐标表示小车和砝码总质量的倒以纵坐标表示加速度，横坐标表示小车和砝码总质量的倒 数，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点。若这些点数，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点。若这些点 在一条直线上，便证明了加速度与质量成反比在一条直线上，便证明了

9、加速度与质量成反比.10.10.关闭电源，拆卸仪器，整理好器材关闭电源，拆卸仪器，整理好器材.五、实验注意事项：五、实验注意事项：1.1.平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，改变小车总质量时，不需要重新平衡摩擦力改变小车总质量时，不需要重新平衡摩擦力.2.2.实验中，打每条纸带时都必须满足小车的总质量远大于实验中，打每条纸带时都必须满足小车的总质量远大于 小盘和砝码的总质量，只有这样，绳子的拉力才近似等小盘和砝码的总质量，只有这样，绳子的拉力才近似等 于砝码的重力，即小车受到合外力近似等于砝码的重力于砝码的重力，即小车受到合外力近似等

10、于砝码的重力.3.3.小车释放前应靠近打点计时器的位置小车释放前应靠近打点计时器的位置.4.4.应先接通电源，后释放小车应先接通电源，后释放小车.5.5.处理实验数据时，应按处理实验数据时，应按“拟合法拟合法”要求连线作图要求连线作图.例例1.1.若测得某一物体若测得某一物体m m一定时，一定时，a a与与F F的有关数据如下表所示。的有关数据如下表所示。（1 1）根据表中数据，画出）根据表中数据，画出aFaF图象图象（2 2）由图象可以判定：当）由图象可以判定：当m m一定时，一定时，a a与与F F的关系为的关系为 。a/a/（m/sm/s2 2）1.981.984.064.065.955

11、.95 8.128.12F/NF/N1.001.002.002.003.003.00 4.004.00质量一定时，加速质量一定时，加速质量一定时，加速质量一定时，加速度与合外力成正比度与合外力成正比度与合外力成正比度与合外力成正比例例2.2.某同学在实验中保持拉力不变，测得小车的加速度某同学在实验中保持拉力不变，测得小车的加速度a a随随质量质量m m变化的一组数据如下表所示。变化的一组数据如下表所示。次数次数加速度加速度a a（m/sm/s2 2）小车总质量小车总质量m/kgm/kg1/m1/m（1/kg1/kg）1 10.290.290.200.205.05.02 20.250.250.2

12、50.254.04.03 30.220.220.300.303.33.34 40.180.180.350.352.92.95 50.160.160.400.402.52.5（1 1）根据表中数据，画出）根据表中数据，画出a a1/m1/m图象图象（2 2）由图象可以判定：当）由图象可以判定：当F F一定时，一定时，a a与与m m的关系为的关系为 。合外力一定时，加速度与质量成反比合外力一定时，加速度与质量成反比合外力一定时，加速度与质量成反比合外力一定时，加速度与质量成反比例例3.3.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”实验中，甲同学得实验中，甲同学得到的到的aFaF图象如图图象如图A A所示，乙同学得到的所示，乙同学得到的a1/ma1/m图象如图图象如图B B所示，所示，A A图中图线不过原点和图中图线不过原点和B B图中图线弯曲的原因分别是什么？图中图线弯曲的原因分别是什么？F Fa a0 0图图A A1/m1/ma a0 0图图B B甲同学平衡摩擦力不够甲同学平衡摩擦力不够乙同学没有始终满足小车乙同学没有始终满足小车和砝码的总质量远大于小和砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量关系盘和砝码的总质量关系.