实验：探究加速度与力、质量的关系

1、关于实验：探究加速度与力、质量的关系第1页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三 1、探究加速度与力的关系 2、探究加速度与质量的关系 3、掌握利用图象处理数据的方法教学目标第2页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三复习回顾1、牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。2、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？ 物体的质量是惯性大小的唯一量度。质量越大，运动状态越不容易改变。第3页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三赛 车第4页，共29页，2022年，5月20日，22

2、点19分，星期三思考：1、物体的加速度a可能和哪些因素有关?MFmFMm结论：当力一定时，物体的加速度随着质量的增大而减小。第5页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三MF1MF2F1F2结论：当物体质量一定时，物体的加速度随着力的增大而增大。第6页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三2、加速度a与力F 、质量m存在怎样的定量关系呢?m一定， a F； F一定， a1/m。假设和猜想：第7页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三一、确定研究方法应该采用什么样的物理方法来研究a与F、m的定量关系呢?保持m不变，研究a与F的关系; 保持F不变

3、，研究a与m的关系。研究方法：控制变量法第8页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三二、实验设计实验器材:打点计时器、纸带及复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘和砝码、细绳、低压交流电源、天平(带有一套砝码)、刻度尺。第9页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三研究对象，可用天平测出其质量M钩码的质量m，其总重力G当作小车受到的拉力F从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a1、怎样测小车所受到的拉力？2、怎样消除小车受到的摩擦力影响？当钩码质量m远远小于小车的质量M时,即m M，可认为钩码重力近似等于绳子拉力，用以表示小车受到的合外力F.平衡摩擦力第

4、10页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三GG1FNfG1=f. 将木板适当倾斜（垫上薄木块），使小车在不受拉力作用时（不挂钩码，但要连接纸带）能拖着纸带在木板上近似做匀速直线运动.实验条件：平衡摩擦力的方法： 当钩码质量m远远小于小车的质量M,即m M时，可认为钩码重力近似等于绳子拉力，用以表示小车受到的合外力F思考：平衡摩擦力f后。如果仅改变小车的质量，还需要再次平 衡摩擦力吗？第11页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三实验步骤:1.用天平测出小车的质量M;2.安装好实验装置，在小车上装好纸带（不挂钩码），纸带另一端穿过计时器限位孔，调整木板倾斜程

5、度，直到小车拖着纸带做匀速直线运动，从而平衡摩擦力;3.控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连，打开打点计时器，释放小车，测出一组数据;4.改变钩码质量m（钩码质量远小于小车质量），多测几组数据;5.控制钩码质量不变，改变小车质量（不需再平衡摩擦力），再测几组数据.第12页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三F/ Na/ms -20.150.300.450.600.75 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.56、数据处理当小车质量不变时次数F/Na/m s -2123450.10 0.1460.20 0.3020.30 0.4280.40 0.5920.50 0.75

6、1如何更直观地处理数据？第13页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三m/ kga/ms -20.20.40.60.81.00 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2次数m/kga/m.s -212345/kg -12.502.001.331.000.83a/ms -20.20.40.60.81.00 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 /kg -1m10.400 0.8610.500 0.6920.750 0.4701.000 0.3521.200 0.290当拉力不变时m1怎样化曲线为直线？第14页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三注 意

7、 事 项 (1)在本实验中，必须平衡摩擦力，方法是将长木板的一端垫起，而垫起的位置要恰当在位置确定以后，不能再更换倾角(2)改变m和M的大小时，每次小车开始释放时应尽量靠近打点计时器，而且先通电再放小车(3)作图时，要使尽量多的点在直线上，不在直线上的点应对称分布在直线的两侧，误差较大的舍去. 注意：如果采用气垫导轨，则不需平衡摩擦力；如果有力传感器等可以直接测出细线拉力的装置，不需满足m M的条件.第15页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三其他设计方案以小车、一端带滑轮的长木板、粗线、砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口夹子为实验器材，研究小车的运动。第16页，共29页，20

8、22年，5月20日，22点19分，星期三第17页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三第18页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三光电门1光电门2挡光板xX/t参考方案三:利用气垫导轨来探究第19页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三20光电门数字计时器气垫导轨第20页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三例题：实验后根据实验数据作出了aF关系图线如图甲、乙所示；请分析其原因各是什么？甲乙没加拉力就产生了加速度，说明导轨有定滑轮的一端低，另一端高，即平衡摩擦力时导轨与水平面的夹角太大。当加一定的拉力后，还没产生加速度，

9、说明有较大的摩擦力影响，说明还没有平衡摩擦力或是平衡摩擦力不足。第21页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三1按实验要求装置好器材后，应按一定步骤进行实验，下列操作步骤的安排顺序不尽合理，请按合理的顺序将字母代号填写在下面横线上_A保持砂桶里砂子的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次B保持小车质量不变，改变砂桶里砂子的质量，测出加速度，重复几次DCEBAGF 第22页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三C用天平测出小车和小桶的质量D平衡摩擦力，使小车近似做匀速直线运动E挂上小桶，放进砂子，接通打点计时器的电源，放开小车，在纸带上打下一系列的点F

10、根据测量的数据，分别画出a-F和a-m图象G在每条已打点的纸带上，选取比较理想的部分，算出加速度第23页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三2如图是某些同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是 ( )A形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大B形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小C形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大D形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小AD第24页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三3关于力和运动的关系,下列说法中正确的是 ( ) A.物体的速度不断增大,表示物体必受力的作用B.物体的位移不断增大,表示物体必受

11、力的作用C.物体朝什么方向运动,则这个方向上物体必受力的作用D.物体的速度大小不变,则其所受的合力必为零A第25页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三4、某次实验用打点计时器交流电的频率为50Hz，纸带的记录如图4-2-9所示，图中前几个点模糊，因此从A点开始每打五个点取一个计数点，其中B、C、D、E点的对应速度vB= m/s, vC= m/s, vD= m/s, vE= m/s，由此测得小车的加速度a= m/s20.2530.328 0.403 0.478 0.75 第26页，共29页，2022年，5月20日，22点19分，星期三5图为“探究加速度与力、质量的关系”实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，各计数点间距离如图中所示，单