人教版（2019）高一物理必修 第一冊(cè)：4.2 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系(共34張PPT)

2023/3/24.2實(shí)驗(yàn):探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系2023/3/2力F——迫使“物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化”的原因質(zhì)量m——抵抗“物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化”的本領(lǐng)加速度a——描述“物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化”的快慢與力和質(zhì)量有關(guān)?物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化物體速度的變化

加速度思考：2023/3/21：在書本上撒一些碎紙片，先用嘴輕輕地吹，再用力使勁吹，我們會(huì)觀察到什么的現(xiàn)象？你能得到什么結(jié)論？2：在書本上撒一些小石子和一些碎紙片，用力使勁吹。我們又會(huì)觀察到什么的現(xiàn)象？又能得到什么結(jié)論？結(jié)論：對(duì)某一物體而言，受到的力越大，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變，即加速度越大。結(jié)論：對(duì)不同物體而言，受到相同的力，質(zhì)量越小，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變，即加速度越大。2023/3/2學(xué)生探究α與F、m的定量關(guān)系一.確定研究方法:應(yīng)該采用什么樣的物理方法來研究a與F、m的定量關(guān)系呢？二.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:（1）如何測(cè)量物體的加速度、質(zhì)量和受到的力？（2）怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟？怎樣選用和調(diào)試實(shí)驗(yàn)器材？（3）如何采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，怎樣對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析？2023/3/2

加速度與力、物體的質(zhì)量有什么定量的關(guān)系？猜想與假設(shè)：猜想：加速度與力成正比加速度與質(zhì)量成反比。m一定，F(xiàn)越大，a越大。a∝F或者a∝Fn；

F一定，m越小，a越大。a∝1/m或者a∝1/mn。2023/3/2制定計(jì)劃設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：怎樣才能探究出加速度、力、質(zhì)量三個(gè)變量之間的關(guān)系?控制變量法:1保持質(zhì)量不變,研究加速度與力的關(guān)系；2保持力不變,研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。2023/3/2實(shí)驗(yàn)方案討論方案一：小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、一端帶滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)線、砝碼、鉤碼、刻度尺、天平為器材，研究小車運(yùn)動(dòng)。用天平測(cè)出小車的質(zhì)量m從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶計(jì)算出小車的加速度a砝碼的總重力G當(dāng)作小車受到的拉力F學(xué)生探究方案2023/3/2思考：小車在運(yùn)動(dòng)方向上受幾個(gè)力的作用？細(xì)繩對(duì)小車的拉力等于小車所受的合力嗎？例1、如圖一個(gè)木塊正在傾角為θ為的三角斜面上勻速下滑，試求斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)。問：如果此時(shí)給物體加上一個(gè)沿斜面向下的力F，那物體現(xiàn)在受到的合外力是多少？NGcosθGsinθ

GθθNFf所以：2023/3/2如何來平衡摩擦力？我們將長(zhǎng)木板傾斜一定角度θ，θ應(yīng)該等于這么準(zhǔn)確，做實(shí)驗(yàn)時(shí)肯定無法這么準(zhǔn)確，我們只要把木板傾斜到物體在斜面上大致能夠勻速下滑（可以根據(jù)紙帶上的點(diǎn)來判斷），此時(shí)物體在斜面上受到的合外力為0。做實(shí)驗(yàn)時(shí)肯定無法2023/3/2繩子的拉力等于鉤碼(或者沙桶）的重力嗎？為什么？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。

什么情況下鉤碼（或者沙桶）重力可以近似等于繩子拉力，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。2023/3/22023/3/2實(shí)驗(yàn)裝置圖2023/3/2小車紙帶○○打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源砝碼□改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置圖：把木板一端墊高，平衡小車受到的摩擦力2023/3/22023/3/2按照制定的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)收集并記錄數(shù)據(jù)試驗(yàn)次數(shù)加速度α(m/s2)小車受力F(N)12345試驗(yàn)次數(shù)加速度α(m/s2)小車質(zhì)量m(kg)12345A、加速度與合外力的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)基本思路：保持物體的質(zhì)量不變，測(cè)量物體在不同的合力作用下物體的加速度，分析加速度與合外力的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄處理：

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)a/m/s2F/N第一次第二次第三次Fa00.20.40.61.02.03.01.00.201.60.402.00.5B、加速度與質(zhì)量的關(guān)系

:實(shí)驗(yàn)的基本思路：保持物體所受的合外力相同，測(cè)量不同質(zhì)量的物體在該力的作用下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)a/m/s21/m第一次第二次第三次0.255.00.154.00.103.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄處理：

a1/m02.04.06.00.10.20.30.050.150.252023/3/2

如何分析這些數(shù)據(jù)？－－圖象法（圖象處理技巧）Fa0a0mm1對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)結(jié)論：加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比。即：a∝F

∝a2023/3/22023/3/22023/3/22023/3/22023/3/22023/3/2方案二：小車一端帶滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)線、砝碼、鉤碼。用刻度尺測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的位移，用秒表測(cè)量出物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，求出加速度a

。實(shí)驗(yàn)方案討論學(xué)生探究方案2023/3/2方案三：以兩輛小車、一端帶滑輪的長(zhǎng)木板、粗線、砝碼、鉤碼、天平、刻度尺、寬口夾子為實(shí)驗(yàn)器材，研究小車的運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)方案討論學(xué)生探究方案2023/3/2學(xué)生探究方案質(zhì)量保持不變合外力保持不變2023/3/2

控制變量m或F.探討加速度a與F或m的關(guān)系X1X2F1F2X1=a1t2X2=a2t2X1/

X2=a1/a2測(cè)量X1、X