4.2+实验：探究加速度与力、质量的关系+课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

物

理4.2实验：探究加速度与力、质量的关系力使物体的运动状态发生变化惯性：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态物体的a与物体的合外力F，m有关物体的速度大小或方向发生变化惯性与质量有关，质量越大惯性越大，运动状态越难改变加速度a一、实验探究

a、F、m的关系1、实验目的2、实验方法（1）当m一定时，研究a与F的关系（2）当F一定时，研究a与m的关系定量分析a、F、m的关系3、如何设计和进行实验控制变量法明确几个问题:（1）怎么设计这个实验?（2）如何由实验得出结论?一、实验探究

a、F、m的关系怎么设计这个实验?1.测量哪些量?2.怎么测量?

a、F、m

m：

a:F:天平物体所受的合力二、物理量的测量质量的测量：可通过增减在小车上的砝码的数量来实现对小车质量的改变。二、物理量的测量T（1）如何给小车施加一个可以测量的恒力T呢？力的测量：（2）细线给小车提供的拉力是小车受到合力吗？直接用弹簧测力计拉小车，可以吗？还是借助定滑轮和钩码来拉？T

m0g不计摩擦，小车：F合=T≈m0g计摩擦，小车：F合=T-f≠T如何才能消除摩擦力的影响呢？二、物理量的测量平衡摩擦力：把轨道的一端垫高，使重力的分力Gsinθ与摩擦力Ff平衡。具体操作：先不加细线，调整轨道，使小车刚好能匀速下滑（纸带上打出间隔均匀的点）。如果再加上细线，细线的拉力就等于小车受到的合力。GcosθGsinθGθθFNFf一次补偿，多次测量二、物理量的测量如何测量加速度？方法二：将打点计时器连在小车上，根据纸带上打出的点可测量加速度；方法一：如果物体做初速度为零的匀加速直线运动，则可利用刻度尺测量位移和秒表测量时间，然后由公式a=(2x)/t2可算出;方法三：利用比值法。由于a=(2x)/t2测出两个初速度为零的匀加速运动在相同时间内发生的位移x1、x2，位移之比就是加速度之比三、实验仪器

小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、槽码、刻度尺、天平为器材，研究小车运动。倾斜木板平衡摩擦力四、实验原理该实验的使用控制变量法定量分析a、F、m的关系。（1）保持物体质量m不变，改变物体受力，测a、F;（2）保持物体所受拉力F不变，改变物体质量，测a、m。五、实验步骤1.用天平测出小车的质量。2.安装好实验装置（先不挂槽码），平衡摩擦力。3.把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂槽码，将车拉到打点计时器附近。4.先打开计时器电源，再释放小车，得到纸带，并记下钩码重量。5.改变槽码的重量，重复以上的步骤几次。6.控制槽码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。7.设计表格，记录实验数据。六、数据处理F/

Na/m·s-20小车质量一定:加速度与力的关系m/kga/m·s-20小车所受拉力一定:加速度与质量的关系

我们很难直观看出图线是否为双曲线，如果a-m图像是双曲线，则a

与m成反比，也就是a与成正比。

七、实验结论（注意：这里的力指的是物体所受的合外力）1.m一定，加速度a与F的定量关系：2.F一定，加速度a与m的定量关系:加速度与力、质量之间的关系：八、注意事项平衡摩擦力时不要挂小盘，平衡摩擦力后，不管以后是改变小盘中重物的质量，还是改变小车上所加砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力。实验时要先接通电源后放开小车。实验中必须满足小车和小车上所加砝码的总质量远大于重物和小盘的总质量。只有如此，重物和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等。每次开始时小车应尽量靠近打点计时器(或尽量远离带滑轮的一端)，且在小车到达滑轮前应按住小车。作图线时，要使尽可能多的点落在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧，离直线较远的点应该舍去不予考虑。九、几种常见的a-F图像平衡摩擦力操作不当的三种情况：(1)a图线中，F≠0，a=0，知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够(斜面倾角偏小)；(2)b图线中，F

=0，a≠0，知平衡摩擦力过度(斜面倾角偏大)；(3)c图线的斜率减小，知质量变大，可知未满足钩码的质量远小于小车的质量，即所挂钩码的质量太大。十、实验创新利用气垫导轨探究不需要平衡摩擦力课堂小结思路与方法平衡摩擦力处理数据创新设计测量的