新教材魯科版必修152科學(xué)探究加速與力質(zhì)量的關(guān)系課件（21張）

第2節(jié)科學(xué)探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

什么是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變？根據(jù)牛頓第一定律，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因是什么？復(fù)習(xí)思考：？

物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變指的是物體的速度發(fā)生了變化力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因力運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化速度變化產(chǎn)生加速度力是產(chǎn)生加速度的原因F1<F2m1<m2mF1mF2m1Fm2F定性討論定性討論討論1：加速度的大小與力有什么關(guān)系？討論2：加速度的大小與質(zhì)量有什么關(guān)系？結(jié)論：物體受力相同時(shí)，質(zhì)量越大，加速度越小。結(jié)論：對(duì)同一物體，受力越大，加速度越大。加速度與力和質(zhì)量有關(guān)?定量關(guān)系猜測(cè)：？[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯

1.探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系.2.學(xué)會(huì)習(xí)用控制變量法探索物理規(guī)律.3.會(huì)測(cè)量加速度、力和質(zhì)量，能作出物體運(yùn)動(dòng)的a－F、a－

圖象.實(shí)驗(yàn)器材一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小車、砝碼、重物、細(xì)繩、墊塊、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、

紙帶、天平、刻度尺、交流電源.【實(shí)驗(yàn)步驟】1.安裝實(shí)驗(yàn)器材:將小車置于帶有定滑輪的木板上,將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后掛在小車尾部。2.平衡摩擦力:用薄墊塊將一端墊高,調(diào)整其傾斜程度,直到小車運(yùn)動(dòng)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)分布均勻?yàn)橹埂?.懸掛重物:在細(xì)線一端掛上重物,另一端通過定滑輪系在小車前端。4.收集紙帶數(shù)據(jù):將小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并讓小車由靜止釋放,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn),據(jù)此計(jì)算出小車的加速度。5.改變小車受力:(1)保持小車的質(zhì)量不變,通過增加槽碼的數(shù)量,增加重物的質(zhì)量(總質(zhì)量仍遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量)。接通電源后放開小車,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)碼及所掛槽碼的總重力m1g。(2)重復(fù)步驟4,多做幾次實(shí)驗(yàn),并記錄好相應(yīng)紙帶的編號(hào)及所掛槽碼的總重力m2g、m3g…6.改變小車質(zhì)量:(1)保持重物(小車所受的拉力)不變,通過增加或減少小車上的砝碼的方式,改變小車的質(zhì)量,接通電源后放開小車,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)碼及小車和砝碼的總質(zhì)量M1。(2)繼續(xù)在小車上增加砝碼,重復(fù)步驟6,多做幾次實(shí)驗(yàn),在每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上標(biāo)上號(hào)碼及小車和砝碼的總質(zhì)量M2、M3…7.求加速度:用公式Δx=aT2,求得小車的加速度a,將得到的數(shù)據(jù)填入相應(yīng)表格中,以便進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)分析1.列F、a數(shù)據(jù)收集表:把小車在不同力作用下產(chǎn)生的加速度填在表中:物理量123456作用力(槽碼的重力)加速度a2.作a-F圖像的方法:以a為縱坐標(biāo)、F為橫坐標(biāo),根據(jù)數(shù)據(jù)作a-F圖像,用曲線擬合測(cè)量點(diǎn),找出規(guī)律,分析a與F的關(guān)系。3.列M、a收集表格:把不同質(zhì)量的小車(小車和砝碼)在相同力的作用下產(chǎn)生的加速度填在表中:物理量123456小車和砝碼質(zhì)量M

加速度a4.作a-

圖像的方法:分別以a為縱坐標(biāo)、M和

為橫坐標(biāo),根據(jù)數(shù)據(jù)作a-M圖像和a-

圖像,分析a與M的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:(1)對(duì)同一物體,當(dāng)M不變時(shí),物體的加速度a與所受力F成正比。(2)對(duì)不同物體,當(dāng)F不變時(shí),物體的加速度a與質(zhì)量M成反比。

A.用天平稱出小車和小桶及內(nèi)部所裝砂子的質(zhì)量B.按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材C.把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛小桶D.將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6V電壓的蓄電池上，接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)

時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，并在紙帶上標(biāo)明小車質(zhì)量E.保持小桶及其中砂子的質(zhì)量不變，增加小車上的砝碼個(gè)數(shù)，并記錄每次增

加后的M值，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)F.分析每條紙帶，測(cè)量并計(jì)算出加速度的值G.作a－M關(guān)系圖象，并由圖象確定a與M的關(guān)系例1(1)用如圖所示的裝置研究在作用力F一定時(shí)，小車的加速度a與小車(含砝碼)質(zhì)量M的關(guān)系，甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：解析實(shí)驗(yàn)中把小桶及其中砂子的重力之和看成與小車所受拉力大小相等，沒有考慮摩擦力，故必須平衡摩擦力且應(yīng)排在步驟B之后.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6V電壓的蓄電池上將無法工作，必須接在6V以下交流電源上.作a－M關(guān)系圖象，得到的是曲線，很難進(jìn)行正確的判斷，必須“化曲為直”，改作a－

關(guān)系圖象.①甲同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是

，該步驟應(yīng)排在步驟

之后.②在上述步驟中，有錯(cuò)誤的是步驟

，應(yīng)把

改為

.答案平衡摩擦力B③在上述步驟中，處理不恰當(dāng)?shù)氖遣襟E

，應(yīng)把

改為

.D6V電壓的蓄電池6V以下的交流電源Ga－M圖象解析(2)乙同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求安裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖8(圖為已接通電源剛要釋放紙帶的情況)，請(qǐng)改正乙同學(xué)的五個(gè)錯(cuò)誤.①電源

；②電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器位置

；③滑輪位置

；④小車位置

；⑤長(zhǎng)木板

.答案解析圖8應(yīng)用6V以下的交流電源應(yīng)靠右端應(yīng)使細(xì)繩平行于木板應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)墊高右端以平衡摩擦力解析電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓(6V以下)交流電源，且要固定在長(zhǎng)木板無滑輪的一端，即應(yīng)靠右端；釋放小車時(shí)，小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；連接小車的細(xì)繩應(yīng)平行于木板，故應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪位置使細(xì)繩平行于木板；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)平衡摩擦力，使小車所受重力沿木板方向的分力與小車所受摩擦力平衡，故應(yīng)墊高長(zhǎng)木板右端以平衡摩擦力.例2在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得如下數(shù)據(jù)：當(dāng)m一定時(shí)，a與F的關(guān)系如表一所示；當(dāng)F一定時(shí)，a與

的關(guān)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)在如圖9所示的相應(yīng)坐標(biāo)系中，根據(jù)表一、表二所給數(shù)據(jù)作出圖象.答案圖9答案如圖所示答案(2)由圖象可以判定：當(dāng)m一定時(shí)，a與F的關(guān)系成

；當(dāng)F一定時(shí)，a與m的關(guān)系成

.(3)在研究a與m的