5.2科学探究：加速度与力、质量的关系 课件-2022-2023高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册

第五章 牛顿运动定律 第2节 科学探究：加速度与力、质量的关系 牛顿第一运动定律的内容？ 物体不受外力作用时总保持静止或匀速直线运动状态 物体运动状态改变的原因是什么？ 受到不为0的合外力作用 物体加速度和受到的力有关系吗？ 有力就会有加速度！ 物体受力 运动状态改变 速度变化 产生加速度 一个人容易把车推动还是一群人容易推动？ 力越大，车的速度改变就越快 空车容易被推动还是满载货物的车容易被推动？ 车的质量越小，车的速度改变就越快 猜想：物体的加速度可能与质量和所受外力有关。 同一物体，作用力越大，加速度越大； 对不同物体，在相同的力作用下，质量越小，加速度越大 如何验证猜想？ 实验探究：加速度a与质量m、合外力F的关系 实验方法：控制变量法 如何测量加速度？ 如何控制合外力不变？ 打点计时器 1.实验目的： ①探究加速度与力、质量的关系 ②学习用控制变量法探索物理规律 2.实验器材：带定滑轮的木板、薄垫块、小车、细绳、重物（小钩码或沙桶等）、打点计时器、纸带、交流电源、天平、砝码、刻度尺 8 实验装置 9 3.实验步骤 ①用天平测出小车和小桶的质量M和m桶，把数值记录下来． ②按如图所示把实验器材 安装好，只是不把悬挂小 桶的细绳系在小车上 (即不给小车加牵引力)． ③平衡摩擦力． ④把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小桶，先接通电源再放开小车，取下纸带，在打点纸带上标上纸带号码． ⑤保持小车的质量不变，在小桶内放入质量为m′的沙，重复步骤4.在小桶内放入质量为m″、m、…的沙，再重复步骤4.m′、m″、m、…的数值都要记录在纸带上(或表格内)． 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”实验中的方法算出每条纸带的加速度a. ⑦用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点．若这些点在一条过原点的直线上，便表明加速度与作用力成正比，即＝或a∝F. ⑧保持沙和小桶的质量不变，在小车上依次加砝码(也需做好记录)，重复上述步骤4和步骤6.用纵坐标表示加速度，横坐标表示小车及砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据实验结果画出相应的点．如果这些点是在一条过原点的直线上，就表明加速度与质量成反比，即＝或a∝ . 1．平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小桶和沙子的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力． 注意事项 2．实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于(>>)小桶和沙子的总质量．只有如此，小桶和沙子的总重力才可视为与小车受到的拉力相等． 注意事项 3．作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能均匀地分布在所作直线两侧．离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑． 4．释放小车时，小车应靠近打点计时器且先接通电源再释放小车． 七、误差分析 实验结论 1.对同一物体，当m不变时，a与F成正比 2.对不同物体，当F不变时，a与m成反比 本实验产生误差的主要原因是什么？ 七、误差分析   产生原因 减小方法 偶然 误差 质量测量不准、计数点间距 测量不准 多次测量求平均值 小车所受拉力 测量不准 (1)准确平衡摩擦力； (2)使细绳和纸带平行于木板 误差分析 七、误差分析   产生原因 减小方法 系统 误差 小桶和沙子的总重力代替小车所受的拉力 使小桶和沙子的总质量 远小于小车的质量 误差分析 课堂小结 加速度与力、质量的关系 猜想 设计实验 实验结果 $$