物理必修實(shí)驗(yàn)探究加速與力質(zhì)量的關(guān)系PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1物理必修實(shí)驗(yàn)探究加速與力質(zhì)量的關(guān)系物理必修實(shí)驗(yàn)探究加速與力質(zhì)量的關(guān)系控制變量法控制變量法 m一定一定 aF F一定一定 am （一）實(shí)驗(yàn)探究：（一）實(shí)驗(yàn)探究：1 1、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)方法 ：2 2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方 法法 ： 畫出畫出a-Fa-F和和a-1/ma-1/m的圖像的圖像第1頁/共47頁方案一：方案一：第2頁/共47頁問題問題4 4、繩子的拉力等于鉤碼的重量嗎？、繩子的拉力等于鉤碼的重量嗎？ 為什么？為什么？ 不等于！因?yàn)殂^碼向下加速，所以繩不等于！因?yàn)殂^碼向下加速，所以繩子的拉力小于鉤碼的重力。子的拉力小于鉤碼的重力。 問題問題5 5、什么情況下鉤碼重力可以近似

2、等于、什么情況下鉤碼重力可以近似等于 繩子拉力即小車所受的合外力？繩子拉力即小車所受的合外力？ 當(dāng)砝碼質(zhì)量比小車質(zhì)量小得多時(shí)，繩子的拉當(dāng)砝碼質(zhì)量比小車質(zhì)量小得多時(shí)，繩子的拉力近似等于砝碼的重力，即小車受到合外力力近似等于砝碼的重力，即小車受到合外力近似等于砝碼的重力。近似等于砝碼的重力。 第3頁/共47頁實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)過程3（1 1）用天平測(cè)出小車和小盤的質(zhì)量）用天平測(cè)出小車和小盤的質(zhì)量 M M 和和m m，并把數(shù)據(jù)記錄下來并把數(shù)據(jù)記錄下來( (要求：要求：M M m m) )（2 2）按實(shí)驗(yàn)裝置圖把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，但）按實(shí)驗(yàn)裝置圖把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，但不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上不要把懸掛小盤

3、的細(xì)繩系在小車上（3 3）平衡摩擦力）平衡摩擦力（4 4）把細(xì)繩系在小車上，并繞過定滑輪，先）把細(xì)繩系在小車上，并繞過定滑輪，先通電源再放開小車，取下紙帶，并標(biāo)注牽引力通電源再放開小車，取下紙帶，并標(biāo)注牽引力（5 5）保持小車質(zhì)量不變，在小盤內(nèi)放入質(zhì)）保持小車質(zhì)量不變，在小盤內(nèi)放入質(zhì)量為量為m m1 1的小物體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)的小物體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)（6 6）重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)多次后，停止實(shí)驗(yàn)，整理器）重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)多次后，停止實(shí)驗(yàn)，整理器材材第4頁/共47頁第5頁/共47頁(2)把不同質(zhì)量把不同質(zhì)量(小車與車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量小車與車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量)的小車在的小車在相同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：相同力

4、作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度加速度a/(ms2)小車的總質(zhì)量小車的總質(zhì)量m/kg1234第6頁/共47頁由以上數(shù)據(jù)畫出它的由以上數(shù)據(jù)畫出它的am圖象及圖象及a 圖象，如圖圖象，如圖實(shí)實(shí)43甲、乙所示甲、乙所示圖實(shí)圖實(shí)43通過通過am和和a 關(guān)系圖象，我們可以得出小車的加速關(guān)系圖象，我們可以得出小車的加速度度a與質(zhì)量與質(zhì)量m成反比，與質(zhì)量的倒數(shù)成反比，與質(zhì)量的倒數(shù) 成正比成正比第7頁/共47頁4 4、注意事項(xiàng)：、注意事項(xiàng)：1 1）小桶和砝碼的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，這）小桶和砝碼的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，這樣小車受到的拉力才等于砝碼的質(zhì)量樣小車受到的拉力才等于砝碼的質(zhì)

5、量2 2）要將長木板的一端適當(dāng)墊高，用小車的重力的）要將長木板的一端適當(dāng)墊高，用小車的重力的分力將摩擦力平衡掉。分力將摩擦力平衡掉。在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤的細(xì)線系在小車上，即不要給小車加任何牽掛小盤的細(xì)線系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動(dòng)引力，并要讓小車拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動(dòng)3 3）每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)）每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車前按住小車4 4）作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，）作圖象時(shí)，要使盡可能

6、多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱分布在所作直線兩不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱分布在所作直線兩側(cè)側(cè)第8頁/共47頁方案二：方案二：利用氣墊導(dǎo)軌來探究加速度利用氣墊導(dǎo)軌來探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系與力、質(zhì)量的關(guān)系第9頁/共47頁圖圖 2 :2 :滑塊和擋光片滑塊和擋光片 第10頁/共47頁圖圖 3: 3: 光電門光電門 第11頁/共47頁第12頁/共47頁第13頁/共47頁光電門光電門1 1光電門光電門2 2擋光板擋光板xX/t2222021()()22xxvvttaxxttxtxtvva120第14頁/共47頁小車小車夾子方案三：方案三：課本上參考案例中的實(shí)驗(yàn)方案課本上參考案例中的實(shí)

7、驗(yàn)方案由于兩小同時(shí)啟動(dòng)、同時(shí)停止由于兩小同時(shí)啟動(dòng)、同時(shí)停止, ,故運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同故運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同第15頁/共47頁m一定時(shí)：一定時(shí)：F一定時(shí)：一定時(shí)： 只需驗(yàn)證：只需驗(yàn)證：2121FFxx1221mmxx2121FFaa（ ）1221mmaa（ ）m m光滑水平面光滑水平面F F第16頁/共47頁練習(xí)：練習(xí)：第17頁/共47頁第18頁/共47頁(1)(1)在水平實(shí)驗(yàn)桌上放置一端有定滑輪的長木板，在水平實(shí)驗(yàn)桌上放置一端有定滑輪的長木板，將不帶定滑輪的一端適當(dāng)墊起的目的是將不帶定滑輪的一端適當(dāng)墊起的目的是_._.(2)(2)請(qǐng)指出這位同學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置中的三處錯(cuò)誤：請(qǐng)指出這位同學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置中的三處錯(cuò)誤：A A

8、_ _ _；B B_；C C_。第19頁/共47頁4、在、在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，按實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)中，按實(shí)驗(yàn)要求安裝好器材后，應(yīng)按一定步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下述操作步驟的安排順安裝好器材后，應(yīng)按一定步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下述操作步驟的安排順序不盡合理，請(qǐng)將合理的順序填寫在下面的橫線上：序不盡合理，請(qǐng)將合理的順序填寫在下面的橫線上：_(填字母代號(hào)填字母代號(hào))A保持重物的質(zhì)量不變，在小車?yán)锛禹来a，測(cè)出加速度，重復(fù)保持重物的質(zhì)量不變，在小車?yán)锛禹来a，測(cè)出加速度，重復(fù)幾次幾次B保持小車質(zhì)量不變，改變重物的質(zhì)量，測(cè)出加速度，重復(fù)幾保持小車質(zhì)量不變，改變重物的質(zhì)量，測(cè)出加速度，

9、重復(fù)幾次次C用天平測(cè)出小車和重物的質(zhì)量用天平測(cè)出小車和重物的質(zhì)量D平衡摩擦力，使小車近似做勻速直線運(yùn)動(dòng)平衡摩擦力，使小車近似做勻速直線運(yùn)動(dòng)E掛上重物，放進(jìn)砝碼，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，放開小車，掛上重物，放進(jìn)砝碼，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，放開小車，在紙帶上打下一系列的點(diǎn)在紙帶上打下一系列的點(diǎn)F根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，分別畫出根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，分別畫出aF和和a 圖線圖線1mDCEABF或或DCEBAF.第20頁/共47頁 (2009(2009江蘇高考江蘇高考) )“探究加速度與物體質(zhì)量、物體探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)4 44 4甲所示甲所示圖實(shí)圖實(shí)444

10、、第21頁/共47頁(1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙?jiān)谄胶庑≤嚺c桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為帶如圖乙所示計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s從比較清從比較清晰的點(diǎn)起，每晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離該小車的加速度距離該小車的加速度a_m/s2.(結(jié)果保留兩位有結(jié)果保留兩位有效數(shù)字效數(shù)字)(2)平衡摩擦力后，將平衡摩擦力后，將5個(gè)相同的砝碼都放在小車上掛上砝個(gè)相同的砝碼都放在小車上掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤中，測(cè)碼盤，然后每次從小車上取一個(gè)砝碼添加

11、到砝碼盤中，測(cè)量小車的加速度小車的加速度量小車的加速度小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力與砝碼盤中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤中砝碼砝碼盤中砝碼總重力總重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度加速度a(ms2)0.691.181.662.182.70第22頁/共47頁請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出aF的關(guān)系圖象的關(guān)系圖象圖實(shí)圖實(shí)45(3)根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的aF圖線不通過原點(diǎn)圖線不通過原點(diǎn)請(qǐng)說明主要原因請(qǐng)說明主要原因第23頁/共47頁解析解析(1)a m/s20.16 m/s2或或a m/s20.15 m/

12、s2.(2)如圖實(shí)如圖實(shí)46所示所示圖實(shí)圖實(shí)46第24頁/共47頁(3)小車、砝碼盤和砝碼組成的系統(tǒng)所受合外力為砝碼盤和小車、砝碼盤和砝碼組成的系統(tǒng)所受合外力為砝碼盤和砝碼的總重力，而表中數(shù)據(jù)漏計(jì)了砝碼盤的重力，導(dǎo)致合砝碼的總重力，而表中數(shù)據(jù)漏計(jì)了砝碼盤的重力，導(dǎo)致合力力F的測(cè)量值小于真實(shí)值，的測(cè)量值小于真實(shí)值，aF圖線不過原點(diǎn)圖線不過原點(diǎn)答案答案(1)0.16(0.15也算對(duì)也算對(duì)) (2)見解析見解析 (3)未計(jì)入砝碼盤的重力未計(jì)入砝碼盤的重力第25頁/共47頁7.(2009年臺(tái)州模擬年臺(tái)州模擬)如圖如圖3410所示，在探究加所示，在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的演示實(shí)驗(yàn)中，若速度與力、質(zhì)量

13、的關(guān)系的演示實(shí)驗(yàn)中，若1、2兩個(gè)兩個(gè)相同的小車所受拉力分別為相同的小車所受拉力分別為F1、F2，車中所放砝碼，車中所放砝碼的質(zhì)量分別為的質(zhì)量分別為m1、m2，打開夾子后經(jīng)過相同的時(shí)，打開夾子后經(jīng)過相同的時(shí)間兩車的位移分別為間兩車的位移分別為x1、x2，則在實(shí)驗(yàn)誤差允許的，則在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，有范圍內(nèi)，有()A當(dāng)當(dāng)m1m2、F12F2時(shí)，時(shí)，x12x2B當(dāng)當(dāng)m1m2、F12F2時(shí)，時(shí)，x22x1C當(dāng)當(dāng)m12m2、F1F2時(shí)，時(shí)，x12x2D當(dāng)當(dāng)m12m2、F1F2時(shí)，時(shí)，x22x1第26頁/共47頁8.如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以探究加速度與力、質(zhì)量的如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以探究加速度與力、質(zhì)量的

14、關(guān)系，小車上固定一個(gè)盒子，盒子內(nèi)盛有沙子沙桶關(guān)系，小車上固定一個(gè)盒子，盒子內(nèi)盛有沙子沙桶的總質(zhì)量的總質(zhì)量(包括桶以及桶內(nèi)沙子質(zhì)量包括桶以及桶內(nèi)沙子質(zhì)量)記為記為m，小車的總，小車的總質(zhì)量質(zhì)量(包括車、盒子及盒內(nèi)沙子質(zhì)量包括車、盒子及盒內(nèi)沙子質(zhì)量)記為記為M.(1)驗(yàn)證在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力成正比：驗(yàn)證在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力成正比：從盒子中取出一些沙子，裝入沙桶中，稱量并記錄沙從盒子中取出一些沙子，裝入沙桶中，稱量并記錄沙桶的總重力桶的總重力mg，將該力視為合外力，將該力視為合外力F，對(duì)應(yīng)的加速度，對(duì)應(yīng)的加速度a則從打下的紙帶中計(jì)算得出多次改變合外力則從打下的紙帶中計(jì)算得

15、出多次改變合外力F的大小，的大小，每次都會(huì)得到一個(gè)相應(yīng)的加速度本次實(shí)驗(yàn)中，桶內(nèi)每次都會(huì)得到一個(gè)相應(yīng)的加速度本次實(shí)驗(yàn)中，桶內(nèi)的沙子取自小車中，故系統(tǒng)的總質(zhì)量不變以合外力的沙子取自小車中，故系統(tǒng)的總質(zhì)量不變以合外力F為橫軸，以加速度為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出為縱軸，畫出aF圖象，圖象是圖象，圖象是一條過原點(diǎn)的直線一條過原點(diǎn)的直線第27頁/共47頁aF圖象斜率的物理意義是圖象斜率的物理意義是_你認(rèn)為把沙桶的總重力你認(rèn)為把沙桶的總重力mg當(dāng)作合外力當(dāng)作合外力F是否合理？是否合理？答：答：_.(填填“合理合理”或或“不合理不合理”)本次實(shí)驗(yàn)中，是否應(yīng)該滿足本次實(shí)驗(yàn)中，是否應(yīng)該滿足Mm這樣的條件？這樣的條件？答：答：_(填填“是是”或或“否否”)；理由是；理由是_(2)驗(yàn)證在合外力不變的情況下，加速度與質(zhì)量成反比：保持桶內(nèi)驗(yàn)證在合外力不變的情況下，加速度與質(zhì)量成反比：保持桶內(nèi)沙子質(zhì)量沙子質(zhì)量m不變，在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子，驗(yàn)證加速度與不變，在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子，驗(yàn)證加速度與質(zhì)量的關(guān)系本次實(shí)驗(yàn)中，桶內(nèi)的沙子總質(zhì)量不變，故系統(tǒng)所受質(zhì)量的關(guān)系本次實(shí)驗(yàn)中，桶內(nèi)的沙子總質(zhì)