人教版必修一42实验：探究加速度与力、质量的关系(共30张)课件

1、探究加速度与力、质量的关系第1页，共30页。控制变量法 m一定 aF F一定 am （一）实验探究：1、实验方法 ：2、实验数据分析方法： 画出a-F和a-1/m的图像第2页，共30页。实验探究问题1如何测量加速度？问题2如何测量小车受到的拉力？问题3如何减小摩擦力的影响？方案一：第3页，共30页。问题4、绳子的拉力等于钩码的重量吗？ 为什么？ 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。 问题5、什么情况下钩码重力可以近似等于 绳子拉力即小车所受的合外力？ 当砝码质量比小车质量小得多时，绳子的拉力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。 第4页，共30页。实验过程

2、3（1）用天平测出小车和小盘的质量 M 和m，并把数据记录下来(要求：M m )（2）按实验装置图把实验器材安装好（但不要把悬挂小盘的细绳系在小车上）（3）平衡摩擦力（4）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先通电源再放开小车，取下纸带，并标注牵引力（5）保持小车质量不变，在小盘内放入质量为m1的小物体，重复上述实验（6）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材第5页，共30页。实验探究数据处理数据分析2用纵坐标表示加速度 a，横坐标表示牵引力F作a F 图象次数牵引力F/N加速度a123450.200.300.400.500.600.300.100.150.210.26F/Na/ms200.100

3、.200.300.400.200.400.60a F 图象是一条过原点的倾斜直线a F第6页，共30页。(2)把不同质量(小车与车内砝码的总质量)的小车在相同力作用下产生的加速度填在下表中：实验次数加速度a/(ms2)小车的总质量m/kg1234第7页，共30页。由以上数据画出它的am图象及a 图象，如图实43甲、乙所示图实43通过am和a 关系图象，我们可以得出小车的加速度a与质量m成反比，与质量的倒数 成正比第8页，共30页。4、注意事项：1）小桶和砝码的质量要远远小于小车的质量，这样小车受到的拉力才近似等于砝码的质量2）要将长木板的一端适当垫高，用小车的重力的分力将摩擦力平衡。在平衡摩擦

4、力时，不要把悬挂小盘的细线系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带匀速运动3）每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车4）作图时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧第9页，共30页。例一、如图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，在图示状态下，开始做实验，该同学有装置和操作中的主要错误是_第10页，共30页。第11页，共30页。B 第12页，共30页。(3)另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这两组同学得到的aF

5、关系图象分别如下图甲、乙所示，其原因分别是：甲图：_；乙图：_。甲乙m过大(或M过小)，造成m不是远小于M没有平衡摩擦力或木板的倾角过小第13页，共30页。例三、(2012高考安徽卷)图甲为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小第14页，共30页。(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行接下来还需要进行的一项操作是 ()A将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，

6、从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动B第15页，共30页。(2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是 ()AM200 g， m10 g,15 g,20 g,25 g, 30 g, 40 gBM200 g， m20 g,40 g,60 g,80 g,100 g,120 gCM400 g， m10 g,15 g,20 g,25 g, 30 g, 40 gDM

7、400 g， m20 g,40 g,60 g,80 g,100 g,120 gC第16页，共30页。(3)图乙是实验中得到的一条纸带，A，B，C，D，E，F，G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出量出相邻的计数点之间的距离分别为sAB4.22 cm，sBC4.65 cm，sCD5.08 cm，sDE5.49 cm，sEF5.91 cm，sFG6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度a_m/s2(结果保留两位有效数字)0.42第17页，共30页。例四、(2012舟山模拟)在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中：该同学顺利地完成了实验如图是他在实验

8、中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间还有4个点未画出来，交流电的频率为50Hz，由图中的数据可算得小车的加速度a为_ m/s2.(结果取两位有效数字)0.20 第18页，共30页。方案二：利用气垫导轨来探究加速度与力、质量的关系第19页，共30页。图 2: 光电门 第20页，共30页。图 2 :滑块和挡光片 第21页，共30页。光电门1光电门2挡光板xX/t第22页，共30页。(1)由甲图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离s，由乙图中游标卡尺测得遮光条的宽度d. 该实验小组在做实验时，将滑块从甲图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间t1，遮光条通过光电门2的时间

9、t2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1_，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2_，则滑块的加速度的表达式a_.(以上表达式均用字母表示)例五、某实验小组利用如甲图所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系第23页，共30页。(2)在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验，得到如下表所示的实验数据通过分析表中数据后，你得出的结论是_.m/ga/(ms2)2502.023001.653501.334001.255001.008000.63(3)现需通过图象进一步验证你的结论，请利用表格数据，在图中的坐标系中描点作出相应图象第24页，共30页。小车小车夹子方案三：课本上参考案例中的实验方案由于两小同时启动、同时停止,故运动时间相同第25页，共30页。m一定时：F一定时： 只需验证：（ ）（ ）m光滑水平面F第26页，共30页。例六、(09台州)如图所示，在探究加速度与力、质量的关系的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同