4.2 实验： 探究加速度与力、质量的关系 课件 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

教学目标 第2节 探究加速度与力、质量的关系 第四章 牛顿运动定律 授课人：河南省驻马店高级中学 熊继承 重点：对a∝F、a∝1／m的探究 难点：探究性实验的基本思路和方法 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 1.明确用“比较”的方法测量加速度 引入： 1.物体运动状态改变的快慢用什么物理量来描述？ 2.物体运动状态的改变与哪些因素有关? 物体运动状态发生改变是由于物体受到了力的作用 质量是物体惯性大小的唯一量度， 反映物体运动状态改变的难易程度。 物体运动状态改变的快慢用加速度来描述 加速度与力有关 加速度与质量有关 实验探究（控制变量法） 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2 本资料来自... text has been truncated due to evaluation version limitation. 1.采用控制变量法：研究小车的加速度a与拉力F及小车 质量m的关系时，可先保持m一定，研究a与F的关系； 再保持F一定，研究a与m的关系． 二、实验原理： 一、实验目的： 探究加速度与力、质量间的关系 2.要测量的物理量： 小车与其上砝码的总质量M----用天平称量； 小车受到的拉力F----用天平测出小盘和砝码的质量m, 由F=G=mg算出； 小车的加速度a----通过打点计时器打出的纸带算出． 三、实验器材： 小车、打点计时器、低压交流电源、导线、纸带和复写纸、一端附有定滑轮的长木板、细线、小盘和砝码、天平、刻度尺。 4 本资料来自... text has been truncated due to evaluation version limitation. 四、实验步骤： 1.用天平测出小车和小盘的质量M与M’，把数值记录下来. 2.安装好实验器材：将打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，连接好电路. 3.平衡摩擦力： 不给小车施加牵引力，在长木板不带定滑轮的一端垫上一薄木板，反复移动薄木板的位置，直到小车在斜面上做匀速运动.（可以根据纸带上的点来判断） 4.把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘，先接通电源 再释放小车，取下纸带，并做好标记. 5. 保持小车的质量不变，在小盘内放入质量为m’的砝码， 重复步骤4，再改变小盘内砝码的质量，重复步骤4， 把各次盘内砝码质量的数值记录下来. 6.在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，按“测定匀变 速直线运动的加速度”实验中的方法（逐差法）算出每条 纸带的加速度a. 7.以纵坐标表示加速度，横坐标表示力，根据实验结果在坐 标平面上画出相应的点。若这些点在一条直线上，便证明 了加速度与作用力成正比. 8. 保持小盘和盘内砝码的质量不变，在小车上放入质量为M’ 的砝码，重复步骤4和6，再改变小车上砝码的质量，重复 步骤4和6，把各次小车上的砝码质量和相应的加速度数值 记录下来. 9.以纵坐标表示加速度，横坐标表示小车和砝码总质量的倒 数，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点。若这些点 在一条直线上，便证明了加速度与质量成反比. 10.关闭电源，拆卸仪器，整理好器材. 五、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. 例1. 若测得某一物体m一定时，a与F的有关数据如下表所示。（1）根据表中数据，画出a—F图象 （2）由图象可以判定：当m一定时，a与F的关系为 。 a/（m/s2） 1.98 4.06 5.95 8.12 F/N 1.00 2.00 3.00 4.00 质量一定时，加速度与合外力成正比 例2. 某同学在实验中保持拉力不变，测得小车的加速度a随质量m变化的一组数据如下表所示。 次数 加速度a（m/s2） 小车总质量m/kg 1/m（1/kg） 1 0.29 0.20 5.0 2 0.25 0.25 4.0 3 0.22 0.30 3.3 4 0.18 0.35 2.9 5 0.16 0.40 2.5 （1）根据表中数据，画出a—1/m图象 （2）由图象可以判定：当F一定时，