【课件】实验：探究加速度与力、质量的关系+课件高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

4.2实验：探究加速度与力、质量的关系复习回顾一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。1.力是物体运动状态改变的原因。加速度是速度改变的原因2.惯性只与质量有关，质量越大惯性越难改变。加速度与力有关？加速度与质量有关？1、实验目的2、实验设计加速度a

与力F

的关系

加速度a与质量m

的关系1.测量哪些量2.怎么测量控制变量法

m：

a:F:物体所受的合力

a、F、m天平打点计时器说--说：实验思路二、物理量的测量1.质量的测量托盘天平为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量。2.加速度的测量方法1则测量小车加速度最直接的办法就是用刻度尺测量小车移动的位移x。并用秒表测量发生这段位移所用的时间t，然后由计算出加速度a。小车做初速度为0的匀加速直线运动。方法2:打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上的点求加速度方法3让两个小车做初速度为0的匀加速直线运动。测量加速度就转换成测量位移了。参考案例1用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系把木板的一侧垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力。调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。FfGFNyxTG1G2调整角度另重力的分力等于阻力，这样其它力平衡掉以后，相当于小车只受拉力T，而拉力T等于砝码的重力。增减钩码改变拉力，增减砝码改变质量，最后由方法1、2求得加速度。参考案例2通过位移之比测量加速度之比把木板一端垫高，参考案例1的方法补偿阻力的影响。

运用方法3求得加速度与位移之比。三、进行实验拉力F加速度a1、加速度a与力F的关系设计表格，通过改变槽码的个数可以成倍地改变小车所受的拉力，把测得的加速度填表。质量m加速度a2、加速度a与质量m的关系设计表格，通过增减小车中的重物改变小车的质量，把测得的加速度填表。四、数据分析列表格之后就是建坐标，之后描点连线。为了更直观地判断加速度a与拉力F的定量关系，我们以a为纵坐标、F为横坐标建立直角坐标系。科学方法控制变量（阅读）控制变量的方法是指在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的独立因素加以人为控制，使其中只有一个因素按照特定的要求发生变化，而其他因素保持不变，以利于寻找事物发展变化的规律的方法。例如，在研究某个物理量y与另外两个变量x1、x2的关系时，先固定一个变量x2不变，研究y与另一个变量x，之间的定量关系；然后再固定变量x1不变，研究y与x2之间的关系。本节在探究加速度与力、质量之间的关系时，就采用了控制变量的方法。以后在研究涉及多个变量的规律时，还会用到控制变量的方法，它是科学研究中常用的一种方法。【例1】(1)用如图的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车(含砝码)质量m'的关系，甲同学设计的实验步骤如下:A.用天平分别称出小车和小桶(包括内部所装沙子)的质量;B.按图安装好实验器材;C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小桶;D.将电磁打点计时器接在8V电压的蓄电池上，接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,并在纸带上标明小车质量;E.保持小桶及其中沙子的质量不变，增加小车上的砝码个数,并记录每次增加后的m'值,重复上述实验;F.分析每条纸带,测量并计算出加速度的值;G.作a-m'关系图像,并由图像确定a与m'的关系。①甲同学漏掉的重要实验步骤是

,该步骤应排在步骤

之后。

②在上述步骤中,有错误的是步骤

,应把

改为

。

③在上述步骤中,处理不恰当的是步

,应

改为

。

(2)乙同学根据实验要求安装的实验装置如图(图为已接通电源刚要释放纸带的情况)，请改正乙同学的五个错误。

①电源

;

②电磁打点计时器位置

;

③滑轮位置

;

④小车位置

;

⑤长木板

。

答案:加速度与拉力成正比

加速度与质量成反比

G≪m'g

(3)保持小车质量不变，改变沙和沙桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F变化的图线，如图丁。该图线不通过原点，请你分析其主要原因是

。

【例4】下图为用拉力传感器(能测量拉力的仪器)和速度传感器(能测量瞬时速度的仪器)探究加速度与物体受力的关系的实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距l=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率。(1)实验主要步骤如下:①将拉力传感器固定在小车上;②平衡阻力，让小车在不受拉力时做

运动;

③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连，为保证绳子的拉力不变，必须调节滑轮的高度使

;

④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB;⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作。

(3)由表中数据，在坐标纸上作出a-F关系图线。(4)对比实验结果与