第2节《实验：探究加速度与力、质量的关系》省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

金太阳好教育云平台第四章牛顿运动定律第二节试验：探究加速度与

力、质量关系1/35利用视频《动漫定性试验》，说明用一样大小力推不一样质量荡秋千人，摆动幅度不一样；用不一样力推同一人，摆动幅度也不一样，说明加速度与力、质量都相关系。那么，加速度与力、质量有什么关系呢？本节课我们经过试验来探究加速度与力、质量关系。导入新课。关于试验基本思绪，学生在初中已很清楚，本节课设计了让学生结合本身生活经验和一些常识，对加速度与力、质量之间定量关系进行合理猜测。这与试验数据处理直接相关。设计合理试验方案，控制变量方法应用，试验数据处理是本章重点，课件设计时重点进行了考查，怎样测量（或比较）物体加速度，怎样提供和测量物体所受合外力是本节学生了解难点。经过讲解和习题训练，加深学生了解。最终，再设计4个课堂检测题，来检测学生掌握情况，发觉存在问题。2/351.了解探究加速度与力、质量关系合理性和必要性。

2.了解试验思绪合理性，以及用图像处理试验数据有效性。3.体验怎样平衡摩擦阻力、减小试验系统误差操作方法。4.体会整个探究过程科学严谨和合理性。学习重点：1.控制变量法使用。2.怎样提出试验方案并使试验方案合理可行。3.试验数据分析与处理。学习难点：1.怎样提出试验方案并使试验方案合理可行。2.试验数据分析与处理。3/351.播放素材视频《动漫定性试验》内容。2.用一样大小力推不一样质量荡秋千人，摆动幅度不一样；用不一样大小力推同一荡秋千人，摆动幅度不一样。那么，力、质量、加速度三者有什么关系呢？本节课我们就经过试验来研究加速度与力、质量关系。/edu/ppt/ppt_playVideo.action?mediaVo.resId=55efd921af508f0099b1cc994/35复习回顾1.速度是描述物体运动状态物理量；加速度是描述物体运动状态改变快慢物理量。3.加速度大小与物体受力大小相关。加速度大小与物体质量大小相关。2.牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面力迫使它改变这种状态。即力是产生加速度原因。5/35一、试验目标1.探究加速度与力定量关系。2.探究加速度与质量定量关系。二、试验原理采取控制变量法1.当质量一定时，研究加速度与合外力关系a∝F合。2.当力一定时，研究加速度与质量关系a∝1/m。6/35mF1mF2F1<F2m2Fm1<m2m1F结论：当物体质量一定时，物体加速度伴随力增大而增大。结论：当力大小一定时，物体加速度伴随质量增大而减小。注意：这里力指是物体所受合外力控制变量法7/35明确几个问题:2.怎样由试验得出结论?1.怎么设计这个试验?测量哪些量?怎么测量?

a、F、m

求出物体所受协力m：a:F:天平？数据处理m不变时，a与

F关系F

不变时，a与m

关系8/35三、试验设计试验方案一：测加速度法试验方案二：设计对比试验9/35钩码纸带打点计时器小车小车:打点计时器:测量小车运动过程中加速度钩码：重力提供拉力研究对象，可用天平称其质量协力F=?GFNFf一、测加速度法（一）试验装置10/351.合外力在什么时候等于线拉力？2.线拉力在什么时候等于钩码重力？平衡摩擦力：将长木板平放在试验桌上，在长木板不带定滑轮一端下面垫上一块薄木板，重复移动薄木板位置，直至小车在斜面上运动时以保持匀速运动状态，这时小车受到摩擦力(包含小车所受摩擦力和打点计时器对小车之后所拖纸带摩擦力)恰好与小车所受重力在斜面方向上分力平衡。理论计算表明：在钩码质量远小于小车质量时，线拉力近似等于钩码重力。11/35（二）试验步骤1.用天平测出小车质量。2.安装好试验装置，在小车上装好纸带，纸带另一端穿过计时器限位孔，调整木板倾斜程度，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（钩码质量远小于小车质量），打开打点计时器，释放小车，测出一组数据。4.改变钩码质量，多测几组数据。5.控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。12/35F/Na/m·s-20.150.300.450.600.7500.10.20.30.4

0.5当小车质量不变时次数F/Na/m·s-2123450.10

0.1460.200.3020.300.4280.400.5920.500.7511.探究加速度与协力关系怎样更直观地处理数据？13/35m/kga/m·s-20.20.40.60.81.000.20.40.60.81.01.2当拉力不变时次数m/kga/m·s-2123451/m(kg-1)2.502.001.331.000.830.400

0.8610.500

0.6920.750

0.4701.000

0.3521.200

0.2902.探究加速度与质量关系1/m(kg-1)a/m·s-20.20.40.60.81.000.51.01.52.02.514/35（三）试验结论m一定时，a∝FF一定时，a∝1/mF/Na/m·s-20.150.300.450.600.7500.10.20.30.4

0.51/m(kg-1)a/m·s-20.20.40.60.81.000.51.01.52.02.515/35不变保持力方案二：设计对比试验设计方案保持小车质量不变16/35（一）试验方案原理x1x2F1F2在相同时间内，两小车移动距离分别为:a1/

a2=x1/x2测量出x1、x21.控制m

不变，探究a

与F

关系。2.同理，控制F

相同，探究a与m关系。17/35保持物体质量不变，测量物体在不一样力作用下加速度，分析加速度与力关系小车质量M=

g，车上砝码质量m=

g，小盘质量M′=

g次数小车1小车212345位移x1/cm位移x2/cm(M′+m2)

(表示F2大小)盘中砝码m23000105020304060盘中砝码m1(M′+m1)

(表示F1大小)7018/35F2/F1x2/x1O次数1234x2x1F2F1结论：m一定时，a∝FaFa1a219/35为何x2/x1能够表示小车2加速度a

?为何F2/F1能够表示小车2所受拉力F

?20/35保持物体所受力相同，测量不一样质量物体在该力作用下加速度，分析加速度与质量关系小车质量M=

g，小盘质量m=

g，盘中砝码质量M′=

g次数小车1小车212345位移x1/cm位移x2/cmM+m2

车上砝码m230065010050150200250车上砝码m1M+m1300小车1质量M1小车2质量M221/35x2/x1O次数1234M2/M1x2x1M2M1M1/M2M1M2a1a2x2/x1Om1a结论：

F一定时，a∝1/m22/35为何x2/x1

能够表示小车2加速度

a

?为何M2/M1能够表示小车2质量m?为何M1/M2又表示小车2

1/m?23/35（二）误差分析1．小车质量m

应比重物质量m′大得多，其原理将在后面牛顿运动定律应用中专门讨论。二者差距越小，图象线性越差。2．夹口密合性能，是造成误差原因之一。因为小车质量和速度较大，夹子不易夹住小车后拖线；有些时候夹子夹住一根拖线，而另一根未被夹住，对应小车仍向前运动，这些都是造成位移误差原因。3．小车运动停顿时不能与定滑轮相碰。假如小车碰到定滑轮才松手让夹子夹住拖线，则与定滑轮相碰小车位移偏小，产生误差。24/35用天平称出小车和小桶及内部所装砂子质量B.按图装好试验器材C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶D.将电磁打点计时器接在6V电压蓄电池上，接通电源，放开小车，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.保持小桶及其中砂子质量不变，增加小车上砝码个数，并统计每次增加后

M

值，重复上述试验F.分析每条纸带，测量并计算出加速度值G.作a－M关系图象，并由图象确定a－M

关系试验步骤考查例1.在用如图所表示装置研究作用力F一定时，小车加速度a与小车质量M关系时，某位同学设计试验步骤以下：25/35(1)该同学遗漏主要试验步骤是

，该步骤应排在

步试验之后。(2)在上述步骤中，有错误是

，应把

改为

。(3)在上述步骤中，处理不恰当是

，应把

改为

。平衡摩擦力BD6V蓄电池6V以下交流电压学生电源Ga－1/Ma－M26/35例2.某试验小组同学在“探究加速度与物体质量以及外力关系”试验中，当物体质量一定时，分别依据试验数据画出了不一样试验图象，如图所示。则以下说法中正确是(

)数据处理考查A.形成图甲原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大B.形成图乙原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小C.形成图丙原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大D.形成图丁原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小AD27/35试验数据处理例3.在“探究加速度与力、质量关系”试验中，试验装置如图所表示。(1)为验证小车质量M不变时，a与F

成正比。小车质量M

和沙及桶质量m

分别选取以下几组数值。应该用哪组效果会好(

)A.M＝500g，m

分别为50g、70g、100g、125gB.M＝500g，m

分别为20g、30g、40g、50gC.M＝200g，m

分别为50g、70g、100g、125gD.M＝200g，m

分别为30g、40g、50g、60gB28/35(2)有两位同学经过测量作出a－F

图象，如图甲、乙所示。试分析：A

图线不经过坐标原点原因是______________________________________；A

图线上部弯曲原因是____________________________________________；B图线在纵轴上有截距原因是______________________________________。没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够未满足沙和沙桶质量m远小于小车质量M平衡摩擦力过分29/35探究加速度与力、质量关系1.研究方法：2.数据处理方法：3.结论：控制变量法图象法a∝F

a∝1/ma∝F/m30/351．关于“探究加速度与力、质量关系”试验，以下说法中符合实际是(

)A.经过同时改变小车质量及受到拉力研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间关系B.经过保持小车质量不变，只改变小车拉力研究，就能够归纳出加速度、力、质量三者之间关系C.经过保持小车受力不变，只改变小车质量研究，就能够得出加速度、力、质量三者之间关系D.先不改变小车质量，研究加速度与力关系；再不改变受力，研究加速度与质量关系，最终归纳出加速度、力、质量三者之间关系D31/352.在做“探究加速度与力、质量关系”试验时，某学生将试验装置如图所表示安装，准备接通电源后开始做试验，但他装置图中有两个显著错误，请你指出来：（1）

（2）没有平衡摩擦力打点计时器应使用低压交流电源32/35(1)依据表中数据在如图所示坐标中作出a－F图象；3．某同学在“探究加速度与力、质量关系”试验中，测得小车加速度