新教材鲁科版必修152科学探究加速与力质量的关系课件（21张）

第2节科学探究：加速度与力、质量的关系

什么是物体运动状态的改变？根据牛顿第一定律，物体运动状态改变的原因是什么？复习思考：？

物体运动状态的改变指的是物体的速度发生了变化力是改变物体运动状态的原因力运动状态变化速度变化产生加速度力是产生加速度的原因F1<F2m1<m2mF1mF2m1Fm2F定性讨论定性讨论讨论1：加速度的大小与力有什么关系？讨论2：加速度的大小与质量有什么关系？结论：物体受力相同时，质量越大，加速度越小。结论：对同一物体，受力越大，加速度越大。加速度与力和质量有关?定量关系猜测：？[实验目的]

1.探究加速度与力、质量的定量关系.2.学会习用控制变量法探索物理规律.3.会测量加速度、力和质量，能作出物体运动的a－F、a－

图象.实验器材一端附有定滑轮的长木板、小车、砝码、重物、细绳、垫块、打点计时器、

纸带、天平、刻度尺、交流电源.【实验步骤】1.安装实验器材:将小车置于带有定滑轮的木板上,将纸带穿过打点计时器后挂在小车尾部。2.平衡摩擦力:用薄垫块将一端垫高,调整其倾斜程度,直到小车运动时打点计时器在纸带上打出的点分布均匀为止。3.悬挂重物:在细线一端挂上重物,另一端通过定滑轮系在小车前端。4.收集纸带数据:将小车靠近打点计时器后开启打点计时器,并让小车由静止释放,打点计时器在纸带上打出一系列点,据此计算出小车的加速度。5.改变小车受力:(1)保持小车的质量不变,通过增加槽码的数量,增加重物的质量(总质量仍远小于小车质量)。接通电源后放开小车,用纸带记录小车的运动情况。取下纸带。并在纸带上标上号码及所挂槽码的总重力m1g。(2)重复步骤4,多做几次实验,并记录好相应纸带的编号及所挂槽码的总重力m2g、m3g…6.改变小车质量:(1)保持重物(小车所受的拉力)不变,通过增加或减少小车上的砝码的方式,改变小车的质量,接通电源后放开小车,用纸带记录小车的运动情况。取下纸带,并在纸带上标上号码及小车和砝码的总质量M1。(2)继续在小车上增加砝码,重复步骤6,多做几次实验,在每次实验得到的纸带上标上号码及小车和砝码的总质量M2、M3…7.求加速度:用公式Δx=aT2,求得小车的加速度a,将得到的数据填入相应表格中,以便进行数据处理。数据分析1.列F、a数据收集表:把小车在不同力作用下产生的加速度填在表中:物理量123456作用力(槽码的重力)加速度a2.作a-F图像的方法:以a为纵坐标、F为横坐标,根据数据作a-F图像,用曲线拟合测量点,找出规律,分析a与F的关系。3.列M、a收集表格:把不同质量的小车(小车和砝码)在相同力的作用下产生的加速度填在表中:物理量123456小车和砝码质量M

加速度a4.作a-

图像的方法:分别以a为纵坐标、M和

为横坐标,根据数据作a-M图像和a-

图像,分析a与M的关系。实验结论:(1)对同一物体,当M不变时,物体的加速度a与所受力F成正比。(2)对不同物体,当F不变时,物体的加速度a与质量M成反比。

A.用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量B.按图装好实验器材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6V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.保持小桶及其中砂子的质量不变，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关系图象，并由图象确定a与M的关系例1(1)用如图所示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：解析实验中把小桶及其中砂子的重力之和看成与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故必须平衡摩擦力且应排在步骤B之后.电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上将无法工作，必须接在6V以下交流电源上.作a－M关系图象，得到的是曲线，很难进行正确的判断，必须“化曲为直”，改作a－

关系图象.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

.答案平衡摩擦力B③在上述步骤中，处理不恰当的是步骤

，应把

改为

.D6V电压的蓄电池6V以下的交流电源Ga－M图象解析(2)乙同学根据实验要求安装的实验装置如图8(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

.答案解析图8应用6V以下的交流电源应靠右端应使细绳平行于木板应靠近打点计时器应垫高右端以平衡摩擦力解析电磁打点计时器应使用低压(6V以下)交流电源，且要固定在长木板无滑轮的一端，即应靠右端；释放小车时，小车应靠近打点计时器；连接小车的细绳应平行于木板，故应调节滑轮位置使细绳平行于木板；实验时应平衡摩擦力，使小车所受重力沿木板方向的分力与小车所受摩擦力平衡，故应垫高长木板右端以平衡摩擦力.例2在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某次实验测得如下数据：当m一定时，a与F的关系如表一所示；当F一定时，a与

的关系如表二所示.表一F/N1.002.003.004.00a/(m·s－2)1.903.955.857.62表二

0.520.670.801.00a/(m·s－2)1.532.102.493.10(1)在如图9所示的相应坐标系中，根据表一、表二所给数据作出图象.答案图9答案如图所示答案(2)由图象可以判定：当m一定时，a与F的关系成

；当F一定时，a与m的关系成

.(3)在研究a与m的