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

4.2探究加速度与力、质量的关系 温故知新: 牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 (1)力是产生加速度的原因 (2)惯性大小的量度是质量 加速度a与力F有关 加速度a与质量m有关 物体的加速度a与所受到的合外力F、物体质量m有怎样的定量关系？ 研究方法： 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。 提出疑问 一、实验目的 (1)学会用控制变量法探究物理规律。 (2)探究加速度与力、质量的关系。 二、实验原理 1．影响物体加速度的因素 物体质量相同时，受到的合外力越大，加速度越大；受到的合外力越小，加速度越小。 物体所受合外力一定时，质量大的物体加速度小，质量小的物体加速度大。 2．F 与a 的求法 F 的求法：小车质量越大，则小车所受拉力越接近砝码的重力。 a 的求法：在小车上连接纸带，利用打点计时器在纸带上打点记录小车的运动情况，通过测量纸带上的点迹求出加速度的大小。 2.如何由实验得出结论? 1.怎么设计这个实验? 1.测量哪些量? 2.怎么测量? 数据处理： m不变时，a与F关系； F不变时，a与m关系。 a、F、m m： a: F: 天平 求出物体所 受的合力 明确几个问题: 实验器材 砝码，一端有定滑轮的长木板，细绳，纸带，导线，夹子，小盘，天平，小车，打点计时器，交流电源，刻度尺。 实验步骤 (1)用天平测出小车和小盘(包括其中砝码)的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来。 (2)按图所示将实验器材安装好(小车上不系绳)。 实验设计: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 没有平衡掉摩擦力 a F 某同学根据测量数据画出a-F图线,表明实验中的问题是? 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。 实验结论： 在F一定的情况下，加速度与质量成反比， 即 在m一定的情况下，加速度与力成正比，即 课堂练习 1.某小组利用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、物体质量关系”的实验。实验中平衡摩擦力后，他们还调节木板上定滑轮，使牵引小车的细线与木板平行，这样做的目的（　　） A．避免小车在运动过程中发生抖动 B．使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰 C．保证小车最终能够做匀速直线运动 D．使细线拉力等于小车受到的合力 小车 打点计时器 纸带 D 课堂练习 2.实验探究加速度与力、质量的定量关系，下列认识正确的是（　） A．F、m和a三个物理量都有直接测量的工具； B．实验时为消除摩擦力对小车运动的影响，要将木板无滑轮的一端垫高，直到小车不挂重物时也能自己沿长木板运动起来； C．实验时重物通过细绳拉小车的力要比重物的重力小； D．根据实验数据，得到的F不变时的a-m图象是过原点的倾斜直线。 C A．需保持盘和砝码质量不变； B．需保持小车质量不变 ； C．盘和砝码的重力一定与小车受到的拉力大小相等 B 课堂练习 3.探究加速度与、力、质量的关系”实验装置如图所示，为研究加速度A与F之间的关系，下列说法正确的是（ ） D.处理数据时，作出a-1/F图象能直观判断a与F之间的关系。 $$