4.2 加速度与力、质量之间的关系 课件 -2024-2025学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册

第二节 加速度与力、质量之间的关系 第四章 牛顿运动定律 【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，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 力 运动状态改变 速度改变 产生加速度 力是产生加速度的原因 合外力 质量 一、影响加速度的因素 mg F F 1.加速度与外力的关系： (1)实验：外力F越大，同一滑块通过两个光电门的时间t越＿； (2)分析：由＿＿＿＿，得＿＿＿，时间t越＿，加速度a越＿； (3)结论：质量M一定时，外力F越大，产生的加速度a越＿。 短 短 大 大 一、影响加速度的因素 2.加速度与质量的关系： (1)实验：外力F相同，滑块质量M越大，通过两个光电门的时间t越＿； (2)分析：由＿＿＿＿，得＿＿＿，时间t越＿，加速度a越＿； (3)结论：外力F一定时，质量M越大，产生的加速度a越＿。 长 长 小 小 二、加速度与力、质量之间的定量关系 1.加速度与力的定量关系： 【结论】在质量M一定时，物体的加速度a与作用力F成＿＿， 即＿＿，或＿＿＿。 正比 二、加速度与力、质量之间的定量关系 2.探究加速度与质量的定量关系： 【结论】在作用力F一定时，物体的加速度a与 质量M成＿＿，即＿＿，或＿＿＿＿＿＿＿。 反比 【讨论】本实验中误差的原因何在？如何减小？ 三、加速度与力、质量之间的关系(传统方法) 1.物理量的测量： (1)质量：物体(小车)的质量M、重物的质量m用＿＿测量，为了改变小车的质量，可以在小车中＿＿＿＿； (2)加速度：小车做匀加速直线运动时，有a=＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿； 天平 增减砝码 三、加速度与力、质量之间的关系(传统方法) 1.物理量的测量： (3)合外力： ①平衡摩擦力：在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做＿＿＿＿运动为止(纸带上相邻点间距＿＿)，此后的操作中，都不需要重新平衡摩擦力； ②测量原理：平衡摩擦力后，绳子的拉力成为小车受到的合外力F，当＿＿＿时，则重物的重力mg近似等于绳子拉力，即＿＿＿＿。 匀速直线 相等 α Mg FN f F1 F2 α m<<M F = mg F1平衡摩擦力f 三、加速度与力、质量之间的关系(传统方法) 2.实验探究： (1)加速度与力的关系： 【结论】当质量M一定时，加速度a与作用力F的成＿＿。 条件 小车质量M一定 合外力F 加速度a 正比 三、加速度与力、质量之间的关系(传统方法) 2.实验探究： (2)加速度与质量的关系： 【结论】当作用力F一定时，加速度a与质量M的成＿＿。 条件 小车所受的合外力一定 F = mg 质量M 加速度a 反比 【小结】 本实验中的科学方法： (1)＿＿＿ ：平衡摩擦力， 创设实验环境； (2)＿＿＿＿＿ ：探究加速度与力和质量的关系； (3)＿＿＿：当m<<M时，细绳对小车的拉力大小F近似等于重物的重力mg，即F ＝mg； (4)＿＿＿ ：实验数据处理中，利用图像分析定量关系； (5)＿＿＿＿＿ ：把的图像转化为图像。 等效法 控制变量法 近似法 图像法 化曲为直法 【传承创新】 【课堂练习】 1. 在利用气垫导轨定量探究加速度a与外力F的关系的实验中，由于摩擦力的影响非常小，提高了实验水平．实验中下列做法不符合要求的是(　　) A.保持滑块的质量不变 B.保持轨道水平，在细绳的一端挂上不同质量的钩码，通过滑轮对滑块施加不同的拉力 C.确定滑块开始的一段位移，用秒表记录对应的时间，利用计算加速度 D.利用相距某段距离的两个光电门，记录遮光条经过的时间，计算加速度 C 【课堂练习】 2. 如图所示，在探究加速度与力、 质量关系的实验中，以下做法正确 的是(　　) A.平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上 B.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C.实验时，先放开小车，后接通电源 D. 如不满足“重物的质量远小于小车的质量”，对探究过程也不会产生影响 B 【课堂练习】 3. 下列说法中不正确的是(　　 ) A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法是理想模型法 B.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法 C.牛顿在研究运动和力的关系时，提出了著名的理想斜面实验，该实验运用了理想实验法 D.在探究加速度、力、质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验运用了控制变量法 C 【课堂练习】 4. 在“探究加速度与力、质量的关系”活动中，某兴趣小组设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止。 (1)在安装实验装置时，应调整滑轮的高度， 使细线与轨道＿＿；在实验时，为减小系统 误差，应使砝码盘和砝码的总质量＿＿＿小车 的质量(选填“远大于”、“远小于”或“等于”)； (2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为两小车___________________________________________。 平行 远小于 从静止开始做匀加速直线运动，且运动时间相等 【课堂练习】 5. 某同学利用如图甲所示的实验装置，探究小车的加速度a和它所受拉力F的关系。 (1)除备有4个50 g钩码之外，另有下列实验器材备选： A.质量为300 g的小车 B.质量为2 kg的小车 C.输出电压为4～6V的直流电源 D.输出电压为4～6V的交流电源 为保证实验成功，选用的实验小车应为___，电源应为___(填字母)； (2)某同学正确选择实验器材后，通过实验得到如图乙所示的a－F图像，造成图线未过坐标原点的原因是__________________________。 B D 平衡摩擦力时，木板倾角过大 $$