第四章 第二节 加速度与力、质量之间的关系-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义配套课件（粤教版）

第二节　加速度与力、质量之间的关系 　　　　 第四章　牛顿运动定律 核心素养目标 物理观念 体会控制变量法处理问题的过程。 科学探究 能用实验熟练测量加速度，能熟练应用作图法作出a -F、a - 图像，并用来处理问题。 实验探究 应用拓展 细研过程 梳理要点 课时精练 内 容 索 引 细研过程 梳理要点 索引 一、影响加速度的因素 1．保证滑块质量不变，在大小不同的外力(改变小桶中的橡皮泥质量)作用下，记录同一滑块经过两个光电门的时间，如图所示。 2.在大小相同的外力作用下，记录滑块上放有砝码和没放砝码时通过两个光电门的时间。 3．结论 (1)同一滑块受到的外力越小，滑块运动得越慢，通过两个光电门的时间就越长，由s＝ at2，可得a＝ 。s一定，t越长，a越小；反之t越短，a越大。即加速度与物体受到的外力F有关。 (2)在大小相同的外力作用下，质量大的滑块运动得慢，通过两个光电门的时间长，加速度小，反之加速度大。即加速度与物体的质量有关。 二、加速度与力、质量之间的定量关系 1．实验思路 通过定滑轮悬挂小桶，释放小桶，滑块在细绳拉力的牵引下，沿水平导轨加速运动。通过测量滑块的质量、滑块所受的合外力与滑块的加速度，探究三者之间的关系。 (1)质量的测量：用天平测量。 (3)力的测量 在用气垫导轨减小摩擦力的影响与保证加速度很小(即保证小桶总质量m≪滑块质量M)两个条件下，滑块的合外力F合＝mg(即测量滑块所受的合外力转化为测量小桶的重力mg)。 2．实验探究过程 (1)安装实验器材：将上面插有遮光条的滑块置于一端带有定滑轮的水平气垫导轨上。 (2)将气垫导轨调至水平。 (3)悬挂小桶 在细线一端挂上小桶，另一端跨过定滑轮连接在滑块前端。 (4)测量距离 用刻度尺测出两光电门的距离s，用刻度尺测出固定在滑块上的遮光条的宽度Δs。 (5)收集数据 将滑块置于远离定滑轮的气垫导轨上的一端由静止释放，用数字计时器测出遮光条分别通过前后两个光电门所经历的时间Δt1、Δt2，并记录小桶及橡皮泥的总重力m1g。 (6)探究加速度与力的定量关系 ①保持滑块的质量不变，通过增加橡皮泥的质量，增加滑块所受的拉力。(小桶和橡皮泥的总质量远小于滑块的质量) ②重复步骤(5)，多做几次实验，记录好滑块的质量和小桶及橡皮泥的总重力m2g、m3g…，滑块通过光电门1、2的速度v1、v2…，将实验数据记入表格。 滑块质量M＝________kg 橡皮泥及小 桶的质量m/kg 滑块所 受拉力大小的近似值F/N 滑块通过光电门1 的速度v1/(m· s－1) 滑块通过光电门2的速度v2/(m· s－1) 两光电门间的 距离s/m 滑块加速度的计算值a/(m·s－2)                         (7)探究加速度与质量的定量关系 ①保持小桶及橡皮泥质量(滑块所受的拉力)不变，通过增加滑块上的砝码，改变滑块(含遮光条和砝码)的质量，接通电源后放开滑块，记录好相应的物理量。 ②继续在滑块上增加砝码，重复步骤(5)，多做几次实验，记录好滑块和砝码的总质量M2、M3…，滑块通过光电门1、2的速度v1、v2…，将实验数据记入表格。 滑块所受拉力F＝________N 滑块(含遮光条与砝码)的质量M/kg 滑块(含遮光条与砝码) 的质量的倒数 /kg－1 滑块通过光电门1 的速度v1/(m·s－1) 滑块通过光电门2 的速度v2/(m·s－1) 两光电门 间的距离s/m 滑块加速 度的计算值a/(m·s－2)                                     3.实验数据处理 (1)探究加速度a和力F的定量关系 以加速度a为纵轴，力F为横轴，根据测量数据描点，然后作出图像，如图甲所示，该图像是一条通过原点的直线。 (2)探究加速度a与质量M的定量关系 以加速度a为纵轴，质量M为横轴，作出图像如图乙所示，因为a -M图 5．注意事项 (1)气垫导轨的气源不能长时间供气(不要超过3分钟)，做完一组实验应立即关闭气垫导轨气源。 (2)实验之前应调节地脚螺丝，使不挂小桶时滑块通过两个光电门的时间相同，说明气垫导轨已被调平。 (3)为了保证滑块所受的拉力近似地等于小桶的重力，实验过程中应使小桶的总质量远小于滑块的质量。 (4)作图时应使直线通过尽量多的点，不在线上的点均匀分布在线的两侧，偏离太远的点应舍去。 索引 实验探究 应用拓展 索引 如图甲是利用气垫导轨探究“在外力一定的条件下，物体加速度与质量的关系”的实验装置。实验步骤如下： ①气垫导轨放在水平桌面上，并调至水平； ②用游标卡尺测出挡光条的宽度为d； ③由导轨上标尺读出两光电门中心之间的距离为s； 一 教材原型实验 例1 ④将