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

第二节：探究加速度与力、质量的关系学习目标2.经历探究加速度与力、质量的关系的设计过程，会选择合理的实验方案进行探究实验。3.经历用图像处理数据的过程，从图像中发现物理规律，强化收集信息、获取证据的能力。1.经历实验操作和测量的过程，体会探究过程的科学性和严谨性，养成实事求是的科学态度。一.体验影响物体加速度的因素1.上节回顾加速度与力、质量之间到底有怎样的关系？质量是物体惯性大小的量度。质量越大，运动状态越难改变。力是改变物体运动状态的原因。力是产生加速度的原因。2.观察思考（1）对于静止在草坪上的足球，球员用不同的力踢它，球获得的速度有何区别？力越大，球获得的速度越大。说明在m一定时,F越大，a越大;（2）要改变巨石和足球的运动状态，哪一个更容易？足球质量小，运动状态更容易改变。说明在F一定时，m越小，a越大。在F一定时，m越小，a越大。通过图(a)、图(b)，有何结论？在m一定时,F越大，a越大;通过图(c)、图(d)，有何结论？（3）人用力推车一.体验影响物体加速度的因素猜想与假设难道a与F成正比，a与m成反比？探究方法控制变量法m一定时，a与F的关系；F一定时，a与m的关系。先探究：后分析：a与F、m的关系。二.设计实验方案1.应该采用什么样的实验装置，重现哪些物理现象？2.在实验中，如何测量a、F和m这些物理量?3.怎样设计表格记录采集的数据？如何处理数据可以清晰地发现其中的规律？4.如果你设计的方案不止一个，如何判断它们的优劣以进行取舍？讨论交流带着以下问题阅读教材P108–P1101.实验装置不同质量的物体在不同大小的力的作用下做匀加速直线运动。我们要获得的物理现象是：二.设计实验方案1.实验装置我问你答（1）研究对象是谁，它做什么运动？研究对象是小车（或滑块），在细线拉力F作用下做匀加速直线运动。（2）为什么要使小车所受合力等于细线拉力F？怎样进行实验操作？使小车所受合力等于F，只需要测量一个力F的大小。为此必须平衡摩擦力，如图所示。平衡摩擦力的方法：通常可以将木板适当倾斜一定角度，使小车在不受拉力作用时能在木板上近似做匀速直线运动。此时，摩擦力与小车所受重力在平行于木板的方向上的分力平衡。如果用滑块替代小车，用气垫导轨替代木板，还需要平衡摩擦力吗？弱问FfNGGxGy由于f=Gx，挂上重物后，F合=F二.设计实验方案2.物理量的测量（1）小车的质量M（2）小车所受合力F合当小车质量M远远大于托盘和砝码的总质量m时，可以近似认为其所受拉力F=mg。即：当M>>

m时，F合=F≈mg。故：测量小车所受合力F合，只需测量托盘和砝码的总质量m即可。（3）小车的加速度ax2-x1=aT2

x1x2x3x4x5x6a(x4+x5+x6)

-(x1+x2+x3)

(3T)2=通常取5个点为一个计数点二.设计实验方案3.实验操作探究a与F的关系次数

托盘和钩码的总质量m/kg拉力F/N加速度a/m·s-21

2

3

4

5

探究a与m的关系次数

小车的质量M/kg加速度a/m·s-21

2

3

4

5

（2）保持力的大小不变，改变物体的质量，重复进行实验，将测得的数据记录在表格中。（1）保持物体（小车）的质量不变，改变力的大小，重复几次实验，将测

得的数据记录在自己设计的表格中；二.设计实验方案4.数据处理和实验结论在误差允许范围内，质量一定时,物体加速度的大小跟它受到的合力成正比，即a∝F托盘和钩码的总质量（1）作a–F图像二.设计实验方案4.数据处理和实验结论（2）作a–M图像Ma–M关系图像M根据a–M图像，你敢断定a、M成反比吗？二.设计实验方案4.数据处理和实验结论转换思想——化曲为直a–M关系图像M（3）作a–图像1M1M在误差允许范围内，合力一定时,物体加速度的大小跟它的质量成反比，即a∝1Ma–关系图像1/M三.重要补充1.实验器材除了图示器材外，还需要：220V(或4—6V)的交流电源、刻度尺、坐标纸。2.注意事项实验操作时必须平衡摩擦力以及使M>>

m。3.利用光电门测加速度（教材P109）三.重要补充5.图解系统误差OaF①②F2FF1a①同一a下，F1<F。说明木板倾角过大，平衡摩擦力过度。②同一a下，F2>F。说明木板倾角过小，

未平衡摩擦力或未充分平衡摩擦力。a1M3③同一a下，1/M3>1/M，M3<M。图线向下弯曲