人教版（2019）高一物理必修 第一册：4.2 实验：探究加速度与力、质量关系(共34张PPT)

2023/3/24.2实验:探究加速度与力、质量的关系2023/3/2力F——迫使“物体运动状态变化”的原因质量m——抵抗“物体运动状态变化”的本领加速度a——描述“物体运动状态变化”的快慢与力和质量有关?物体运动状态的变化物体速度的变化

加速度思考：2023/3/21：在书本上撒一些碎纸片，先用嘴轻轻地吹，再用力使劲吹，我们会观察到什么的现象？你能得到什么结论？2：在书本上撒一些小石子和一些碎纸片，用力使劲吹。我们又会观察到什么的现象？又能得到什么结论？结论：对某一物体而言，受到的力越大，其运动状态越容易改变，即加速度越大。结论：对不同物体而言，受到相同的力，质量越小，其运动状态越容易改变，即加速度越大。2023/3/2学生探究α与F、m的定量关系一.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？二.设计实验方案:（1）如何测量物体的加速度、质量和受到的力？（2）怎样设计实验步骤？怎样选用和调试实验器材？（3）如何采集实验数据，怎样对实验数据进行分析？2023/3/2

加速度与力、物体的质量有什么定量的关系？猜想与假设：猜想：加速度与力成正比加速度与质量成反比。m一定，F越大，a越大。a∝F或者a∝Fn；

F一定，m越小，a越大。a∝1/m或者a∝1/mn。2023/3/2制定计划设计实验：怎样才能探究出加速度、力、质量三个变量之间的关系?控制变量法:1保持质量不变,研究加速度与力的关系；2保持力不变,研究加速度与质量的关系。2023/3/2实验方案讨论方案一：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平为器材，研究小车运动。用天平测出小车的质量m从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a砝码的总重力G当作小车受到的拉力F学生探究方案2023/3/2思考：小车在运动方向上受几个力的作用？细绳对小车的拉力等于小车所受的合力吗？例1、如图一个木块正在倾角为θ为的三角斜面上匀速下滑，试求斜面的动摩擦因数。问：如果此时给物体加上一个沿斜面向下的力F，那物体现在受到的合外力是多少？NGcosθGsinθ

GθθNFf所以：2023/3/2如何来平衡摩擦力？我们将长木板倾斜一定角度θ，θ应该等于这么准确，做实验时肯定无法这么准确，我们只要把木板倾斜到物体在斜面上大致能够匀速下滑（可以根据纸带上的点来判断），此时物体在斜面上受到的合外力为0。做实验时肯定无法2023/3/2绳子的拉力等于钩码(或者沙桶）的重力吗？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。

什么情况下钩码（或者沙桶）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。2023/3/22023/3/2实验装置图2023/3/2小车纸带○○打点计时器电源砝码□改进后的实验装置图：把木板一端垫高，平衡小车受到的摩擦力2023/3/22023/3/2按照制定的实验方案进行实验收集并记录数据试验次数加速度α(m/s2)小车受力F(N)12345试验次数加速度α(m/s2)小车质量m(kg)12345A、加速度与合外力的关系

实验基本思路：保持物体的质量不变，测量物体在不同的合力作用下物体的加速度，分析加速度与合外力的关系。实验数据的记录处理：

实验数据实验次数a/m/s2F/N第一次第二次第三次Fa00.20.40.61.02.03.01.00.201.60.402.00.5B、加速度与质量的关系

:实验的基本思路：保持物体所受的合外力相同，测量不同质量的物体在该力的作用下的加速度，分析加速度与质量的关系。

实验数据实验次数a/m/s21/m第一次第二次第三次0.255.00.154.00.103.3实验数据记录处理：

a1/m02.04.06.00.10.20.30.050.150.252023/3/2

如何分析这些数据？－－图象法（图象处理技巧）Fa0a0mm1对实验数据的处理实验结论：加速度与力成正比，与质量成反比。即：a∝F

∝a2023/3/22023/3/22023/3/22023/3/22023/3/22023/3/2方案二：小车一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码。用刻度尺测量物体运动的位移，用秒表测量出物体运动的时间，求出加速度a

。实验方案讨论学生探究方案2023/3/2方案三：以两辆小车、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。实验方案讨论学生探究方案2023/3/2学生探究方案质量保持不变合外力保持不变2023/3/2

控制变量m或F.探讨加速度a与F或m的关系X1X2F1F2X1=a1t2X2=a2t2X1/

X2=a1/a2测量X1、X