優(yōu)選課件：人教版高中物理 必修第一冊(cè)42實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系

第2節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系小汽車從靜止加速到100km/h只需十幾秒的時(shí)間，滿載的貨車從靜止加速到100km/h，用時(shí)較長，賽車安裝了強(qiáng)大發(fā)動(dòng)機(jī)，質(zhì)量與一般小汽車相仿，可以在四、五秒的時(shí)間內(nèi)從靜止加速到100km/h.從上面的例子我們可以看出：物體的質(zhì)量越小，速度改變得越快，產(chǎn)生的加速度越大；牽引力越大，速度改變得越快，產(chǎn)生的加速度越大．據(jù)此，我們可以提出這樣的假設(shè)：物體所獲得的加速度，由它的質(zhì)量和它所受的合力共同決定．這個(gè)假設(shè)是否正確，我們可以設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)．新知探究知識(shí)點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)思路物體的加速度a可能和哪些因素有關(guān)？1新知探究mF1mF2F1<F2m1Fm2Fm1<m2知識(shí)點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)思路1.保持小車的質(zhì)量M不變，探究加速度a與力F的關(guān)系2.保持小車所受的拉力F不變，探究加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系3.所用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法1新知探究知識(shí)點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)器材砝碼，一端有定滑輪的長木板，細(xì)線，紙帶，導(dǎo)線，夾子，小盤，天平，小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，交流電源，復(fù)寫紙，刻度尺。2新知探究知識(shí)點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)步驟1．用天平測(cè)出小車和重物的質(zhì)量分別為M0、m0，并把數(shù)值記錄下來。2．按圖所示將實(shí)驗(yàn)器材安裝好(小車上不系繩)。2新知探究知識(shí)點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)步驟3．平衡摩擦力：在木板無滑輪的一端下面墊一薄木板，反復(fù)移動(dòng)其位置，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后不掛重物的小車在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止(紙帶上相鄰點(diǎn)間距相等)。4．將重物通過細(xì)繩系在小車上，接通電源放開小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況；取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼及此時(shí)所掛重物的重力m0g。2新知探究知識(shí)點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)步驟5．保持小車的質(zhì)量不變，改變所掛重物的重力，重復(fù)步驟4，多做幾次實(shí)驗(yàn)，每次小車從同一位置釋放，并記錄好重物的重力，m1g、m2g、…，以及計(jì)算出相應(yīng)紙帶的加速度填入表格1。2新知探究質(zhì)量保持不變知識(shí)點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)步驟2新知探究表格1物體的質(zhì)量一定，加速度與受力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/(m·s－2)小車受力F/N12345知識(shí)點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)步驟6.保持托盤中所放重物的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，并測(cè)出小車與所放砝碼的總質(zhì)量M，接通電源，放開小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼．2新知探究合外力保持不變知識(shí)點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)步驟7．繼續(xù)在小車上加放砝碼，重復(fù)步驟6，多做幾次實(shí)驗(yàn)，在每次得到的紙帶上標(biāo)上號(hào)碼．8．計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)所得紙帶的加速度值及小車與砝碼的總質(zhì)量填入表格2.

2新知探究知識(shí)點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)步驟2新知探究表格2物體受到的外力一定，加速度與質(zhì)量的關(guān)系知識(shí)點(diǎn)

數(shù)據(jù)分析紙帶數(shù)據(jù)分析對(duì)紙帶選取計(jì)數(shù)點(diǎn)、測(cè)量，利用“逐差法”求加速度a。描點(diǎn)作圖依據(jù)表格1，以加速度a為縱坐標(biāo)，以外力F為橫坐標(biāo)，作出a－F關(guān)系圖象，如圖所示，由此得出結(jié)論：質(zhì)量不變時(shí)，加速度與力成正比。3新知探究知識(shí)點(diǎn)

數(shù)據(jù)分析3新知探究知識(shí)點(diǎn)

數(shù)據(jù)分析3新知探究實(shí)驗(yàn)結(jié)論：1、m一定，加速度a與F的定量關(guān)系：2、F一定，加速度a與m的定量關(guān)系:（注意：這里的力指的是物體所受的合外力）知識(shí)點(diǎn)

誤差分析4新知探究產(chǎn)生原因減小方法偶然誤差

質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)多次測(cè)量求平均值小車所受拉力測(cè)量不準(zhǔn)①準(zhǔn)確平衡摩擦力②使細(xì)繩和紙帶平行于木板

系統(tǒng)誤差作圖不準(zhǔn)使盡可能多的點(diǎn)落在直線上或均勻分布在直線兩側(cè)，誤差較大的點(diǎn)舍去小盤及重物的總重力代替小車所受的拉力使小盤和重物的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量1.在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，以下做法正確的是()A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將重物用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，后接通電源D．“重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量”這一條件如不滿足，對(duì)探究過程也不會(huì)產(chǎn)生影響課堂訓(xùn)練解析平衡摩擦力不應(yīng)掛重物，A錯(cuò)；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源后，再放開小車，C錯(cuò)；如果重物的質(zhì)量不能遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，重物的重力就不能近似看成細(xì)繩對(duì)小車的拉力，產(chǎn)生的誤差就很大，D錯(cuò)．答案B課堂訓(xùn)練2.某實(shí)驗(yàn)小組的幾名同學(xué)在探究加速度與物體的質(zhì)量以及外力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)物體的質(zhì)量一定時(shí)，分別根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了不同的實(shí)驗(yàn)圖象，如圖所示，下列說法中分析正確的是()A．形成圖甲的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大B．形成圖乙的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過小C．形成圖丙的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大D．形成圖丁的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過小課堂訓(xùn)練解析根據(jù)圖象可分析，甲、乙兩圖中，當(dāng)外力F＝0時(shí)加速度a≠0，則說明F＝0時(shí)已經(jīng)有加速度，這說明木板傾角過大．木板的傾角越大，小車獲得的動(dòng)力就越大，越容易出現(xiàn)甲、乙兩圖所對(duì)應(yīng)的情況，因此A正確．丙、丁兩圖中，當(dāng)加速度a＝0時(shí)外力F≠0，即拉力不為零時(shí)加速度卻仍為零，這說明還有摩擦力沒有平衡掉，因此木板傾角過小，選項(xiàng)D正確．答案AD課堂訓(xùn)練3.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于平衡摩擦力的說法中正確的是()A．“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是想法讓小車受到的摩擦力為零B．“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車所受的重力在沿斜面方向的分力與所受到的摩擦阻力相平衡C．“平衡摩擦力”的目的就是要使小車所受的合力等于所掛砝碼通過細(xì)繩對(duì)小車施加的拉力D．“平衡摩擦力”是否成功，可由小車拖動(dòng)后由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上的點(diǎn)跡間距是否均勻而確定課堂訓(xùn)練答案BCD解析小車運(yùn)動(dòng)過程中受的阻力是永恒存在的，無法使之為零，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；要使小車勻速下滑，平衡摩擦力即小車重力沿斜面的分力“mgsinθ”應(yīng)與摩擦阻力Ff相平衡，進(jìn)而小車所受的合力也就等于所掛鉤碼通過細(xì)繩和滑輪對(duì)小車施加的拉力，故B、C、D正確．課堂訓(xùn)練4.在用實(shí)驗(yàn)探究加速度和力的關(guān)系時(shí)，下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的思路和數(shù)據(jù)分析，正確的是()A．實(shí)驗(yàn)的基本思想是：保持物體的質(zhì)量不變，測(cè)量物體在不同力作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系B．實(shí)驗(yàn)的基本思想是：保持物體所受力相同，測(cè)量質(zhì)量不同的物體在該力作用下