4.2 加速度与力、质量之间的关系 课件-2021-2022学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册

4.2 加速度与力、质量 之间的关系 哪辆车启动时加速比较快？为什么？ 图一 图二 图三 图四 假设两车质量相同 假设两车动力相同 一 、 影响加速度的因素 问题：影响加速度的因素有哪些？如何探究？ 方法： 控制变量法 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 根据初速度为零的匀变速直线运动公式S=1/2at2可知，当唯位移一定时，时间越长，加速度越小。 思考：不需要计算加速度大小的情况下，如何判断加速度的大小？ 1、当物体的质量保持不变，物体受到的合外力增大，其加速度也会增大；反之，其加速度减小。 2、当物体所受合外力大小保持不变，物体质量增大，其加速度减小，反之，其加速度增大。 实验结论： 3、力是产生加速度的原因，且加速度的方向与合外力的方向一致。 二 、探究加速度与力、质量之间的定量关系 1、实验目的：探究a与F合关系，a与M关系. 2、实验方法：控制变量法 （1）保持小车的质量M不变，探究a与力F的关系， （2）再保持托盘和砝码的质量m不变，改变小车质量M，探究a与M的关系． 3．实验器材 滑块，光电门，数字计时器，气垫导轨，气源，细绳，导线，交流电源，天平，刻度尺，法码，重物，小桶． 4．实验原理 （1）重物和小桶重力为外力大小,天平测量物体质量 （2）测量滑块加速度大小 （3）用计算法或图像法处理数据 5、实验步骤 （1）用天平测量出滑块的质量M，并记录 （2）安装好实验仪器，滑块不系细绳 （3）将重物放入小桶并测量出总质量，系上细绳，将砝码放上滑块并记录质量 （4）保持滑块上砝码不变，增加重物质量重复几次，记录重物质量并求出相应加速度 （5）再保持重物质量不变，改变滑块上砝码重复几次，记录重物质量并求出相应加速度 （6）整理仪器。 光电门1 光电门2 挡光板 △x X & t 6、数据处理 F/ N a/m·s -2 0.15 0.30 0.45 0.60 0.75 0 0. 1 0.2 0.3 0.4 0.5 当滑块质量不变时 次数 F/N a/m ·s -2 1 2 3 4 5 0.10 0.146 0.20 0.302 0.30 0.428 0.40 0.592 0.50 0.751 加速度与外力的关系 结论：当物体质量一定，加速度与合外力成正比关系 m/ kg a/m·s -2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 a/m·s -2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 /kg -1 m 1 当拉力不变时 次数 m/kg a/m ·s -2 1 2 3 4 5 /kg -1 2.50 2.00 1.33 1.00 0.83 m 1 0.400 0.861 0.500 0.692 0.750 0.470 1.000 0.352 1.200 0.290 加速度与质量的关系 结论：当物体所受外力一定，加速度与质量成反比关系 （1）小桶和重物质量远小于滑块的质量 （2）作图时，尽量用多的点落在直线上 （3）遮光片宽度尽量小点 7、注意事项 8、误差分析 A 例1：某实验小组利用下图所示的实验装置来探究：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受合外力的关系。 1)已知遮光片的宽度为d,图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离为s，.该实验小组在做实验时，将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1，遮光条通过光电门2的时间Δt2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1＝____________，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2＝____________， 则滑块的加速度的 表达式a＝____________. (均用字母表示) 2）改变钩码的质量，重复实验。据实验数据作出a-F图像，如右图甲。 A (1)OA段是直线，你可得到的结论： B 在实验误差允许外围内， (2)OB段弯曲的原因是： 当物体质量一定时，物体的加速度与其所受合外力成正比 不满足滑块的质量M远大于钩码的质量m 用天平测出小车和托盘的质量 M 和 m0 2) 按图把实验器材安装好，并平衡好摩擦力 3) 悬挂装有适量砝码的砝码盘. 先接通电源，再释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点，取下纸带。 三、利用打点计时器做实验 4) 保持小车质量M不变，改变托盘中砝码的质量，即改变小车所受牵引力F，重复步骤3 5）保持砝码和托盘总质量m不变，在小车上加砝码，即改变小车M，重复步骤3 6）选取几条理想的纸带，分别计算出各纸带对