4.2 探究加速度与力、质量的关系 课件 -2022-2023学年高一上学期物理人教版必修1

学习目标： 1、明确用“比较”的方法测量加速度; 2、探究加速度与力、质量的关系，能作出a-F、a-1/m图象 3、对自己的实验结果进行归纳分析， 能得出实验结论，初步理解牛顿第二定律； 4、进一步学习掌握控制变量法 重、难点： 1、对a∝F、a∝1／m的探究 2、探究性实验的基本思路和方法 第四章　牛顿运动定律 4.2 探究加速度与力、质量的关系 制作者：河南驻马店高级中学 李阳 复习：力和运动的关系是怎样的？ 力是改变物体运动状态的原因 力是物体速度改变的原因 力是产生加速度的原因 结论：加速度与物体所受合外力以及质量有关。 生活经验 如图，当我们用同样的外力推空车和推满载的车时有什么区别？ 空车更容易被推动 一、提出问题 猜想：加速度与力、质量是怎样的关系？ 你猜想的理由是什么？ 二、做出假设： 物体的质量一定时，受力越大，他获得的加速度越大（定性） 物体受力一定时，它的质量越小，加速度也越大（定性） 物体的加速度与受力可能成正比 物体的加速度与物体的质量可能成反比 控制变量法 m一定 a—F F一定 a—m 1、实验方法 ： 2、实验数据分析方 法 ： 画出a-F和a-1/m的图像 为什么不直接做a-m图像呢？ 三、确定实验方法 三、确定实验方法 明确几个问题: 3.怎么设计这个实验? 1.测量哪些量? 2.怎么测量? a、F、m m： a: F: 天平 求出物体所 受的合力 四、制定实验方案 实验设计：参考方案一:用打点计时器探究 小车: 打点计时器:测量小车运动过程中的加速度 钩码:重力提供拉力 研究对象,可用天平称其质量 合力F=? G FN F f 平衡摩擦力： 钩码重力近似等于绳子拉力，用以表示小车受到的合外力F G G1 FN f G1平衡摩擦力f。 实验步骤: 1.用天平测出小车的质量。 2.安装好实验装置，在小车上装好纸带，纸带另一端穿过计时器限位孔，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力。 3.控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连（钩码质量远小于小车质量），打开打点计时器，释放小车，测出一组数据。 4.改变钩码质量，多测几组数据。 5.控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。 实验注意事项： 1.平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后， 改变小车总质量时，不需要重新平衡摩擦力. 2.实验中，打每条纸带时都必须满足小车的总质量远大于 小盘和砝码的总质量，只有这样，绳子的拉力才近似等 于砝码的重力，即小车受到合外力近似等于砝码的重力. 3.小车释放前应靠近打点计时器的位置. 4.应先接通电源，后释放小车. 5.处理实验数据时，应按“拟合法”要求连线作图. 五、数据分析 六、实验结论： m一定时，a∝F F一定时，a∝1/m 实验设计二： 设计对比实验 设计方案 保持小车 质量不变 不变 保持力 1．关于“探究加速度与力、质量的关系”的实验，下列说法中符合实际的是 (　　) A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系 B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系 C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系 D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系 课堂练习 2、在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时， 某学生将实验装置如图所示安装，准备接通电源后开始做实验，但他的装置图中有两个明显的错误，请你指出来： （1） （2） 没有平衡摩擦力 打点计时器应使用低压交流电源 3. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，甲同学得到的a—F图象如图A所示，乙同学得到的a—1/m图象如图B所示，A图中图线不过原点和B图中图线弯曲的原因分别是什么？ F a 0 图A 1/m a 0 图B 甲同学平衡摩擦力不够 乙同学没有始终满足小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量关系. 如何测量加速度a: 1.直接测量 2.间接比较 构建一匀变速直线运动 打点计时器 光电门 对应 仪器 控制运动时间t相同 a与x成正比,用x比较a的大小 光电门 数字计时器 拓展探究 光电门1 光电门2 挡光板 △x X/t 参考方案三:利用气垫导轨来探究 $