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（2019）必修第一册

第四章 运动和力的关系 第2节 探究加速度与力、质量的关系 a = 0 a ≠ 0 F = 0 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态， F ≠ 0 除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 运动状态改变 v改变 牛顿第一定律： 力（F） 物体的运动运动状态发生改变 速度发生改变 ①大小变 ②方向变 ③大小方向都变 加速度（a） （因） （果） 猜想？ ①力F ②质量m 产 生 决定 因素 指 具有 指 牛顿第一定律： F越大 相等时间t内 速度变化量Δv大 m越小 速度变化量Δv大 大 相等时间t内 力（F） 物体的运动运动状态发生改变 速度发生改变 ①大小变 ②方向变 ③大小方向都变 加速度（a） （因） （果） 猜想？ ①力F ②质量m 产 生 决定 因素 指 具有 指 牛顿第一定律： a a 思考1：a与F、m有什么定量的关系？ ？或？ ？或？ 1. 猜想与假设 思考2：如何探究a与F、m三个变量之间的关系？ 保持m不变，研究a与F的关系 保持F不变，研究a与m的关系 控制变量法 2. 研究方法 3. 设计方案 M 用天平测出小车的质量M 桶和回形针的总重力mg 当作绳对小车的拉力 由此造成的误差属于 系统误差还是偶然误差？ m mg F F 如何测a? 用打出的纸带计算出小车的加速度a 打点计时器 F 合 M （恒力） m<<M 条 件 ①若静止： F = mg ②放开小车： F ≠ mg 如何解决阻力的测量问题？ ①消除阻力 M m mg F F 打点计时器 Ff 3. 设计方案 气垫导轨 ①消除阻力 ②抵消阻力 如何解决阻力的测量问题？ M m mg F F 打点计时器 Ff 3. 设计方案 ①消除阻力 ②抵消阻力 Mg FN Ff G2 G1=Mgsinθ 阻力补偿法 阻力Ff与重力沿斜面向下的分力G1相抵消: 怎么操作？？？ Mgsinθ = μMgcosθ μ = tanθ 增加小车上的质量，需要重新平衡摩擦力吗？ 不挂细绳和小桶 3. 设计方案 实验五步曲 1. 实验目的 + 原理 2. 实验仪器 3. 实验步骤 + 注意事项 4. 数据处理 5. 误差 + 结论 1. 实验目的 + 原理 研究物体的加速度与力、质量的关系，运用图像法处理 实验数据 在细线末端挂上小桶并放入回形针，通过细线对小车施 加拉力，使小车做匀加速直线运动。当小桶和回形针的 质量远小于小车质量时，可认为小车所受拉力等于小桶 和回形针的重力。若研究加速度与力的关系，则保持小 车质量不变，通过改变小桶内回形针的数量来改变小车 所受拉力；若研究加速度与质量的关系，则保持小桶内 回形针的数量不变，通过改变小车中的钩码质量来改变 小车的质量 实验目的： 实验原理： ③测量计算a 打点计时器 纸带 带滑轮的长木板 （固定打点计时器的夹子） ①测量M 天平、 砝码 改变小车质量需要： 钩码 平衡摩擦力需要： 小木块 ②改变拉力F 回形针 （导线） 小桶、 （50g） 需要： 需要： 需要： 刻度尺 2. 实验仪器 ①测量质量： 小车 小桶 30个回形针的总质量 钩码 （50g不用测） ②安装： 打点计时器 、 小车、 （夹子） 纸带、 ③平衡摩擦力： 垫小木块 打点均匀 （此时不挂细绳和小桶） ④M一定，探究a与F关系： ⑤F一定，探究a与M关系： 加钩码 细线、 （空桶） （数据重合） 不加钩码 空桶 加回形针 算出每个回形针的质量 10个、 20个、 30个、 1个、 2个、 3个、 40个 4个 3. 实验步骤 + 注意事项 小桶 加速度的测量 方法三：已知气垫导轨上两光电门之间的距离x，用光电门测出通过 每个光电门时的瞬时速度，根据2ax = v22 – v12求加速度a 方法一：利用打点计时器，根据“逐差法” 方法二：两个做初速度为0的匀变速直线运动的物体的运动时间t相等， 位移之比即为加速度之比： （） 需要阻力补偿 M一定时，探究a与F的关系 F一定时，探究a与M的关系 实验次数 加速度a（m/s2） 小车受力 F（N） 1 2 3 4 5 实验次数 加速度a（m/s2） 小车质量 M（kg） 1 2 3 4 5 4. 数据处理 = mg 化曲为直 图像法 a F O a M O 4. 数据处理 a O 1. 系统误差： 解决办法： 2. 偶然误差： 5. 误差 + 结论 结论？ 实验中用回形针和小桶的重力mg代替小车所受的拉力， 而实际上小车所受的拉力要略小于回形针和小桶的重力 使回形针和小桶的总质量远小于小车的质量 同学们，下课！ Lavf58.30.100