4.2加速度与力、质量之间的关系 课件-2025-2026学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册

粤教版 必修一 第四章 第四章 牛顿运动定律 第二节 加速度与力、质量之间的关系 1 知识回顾 一、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。 加速度 F合≠ 0 加速中的高铁 思考：除了合外力，影响加速度的因素还有哪些？ 平衡状态 F合= 0 汽车启动 力越大，加速度越大 2 物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。 惯性反映了物体维持原有运动状态的能力。 质量是惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。 思考：除了合外力，影响加速度的因素还有哪些？ 知识回顾 二、惯性 —— 物体的质量 质量越大，加速度越小 3 定性关系： 一、影响加速度的因素 当质量M 相同，加速度a 随合外力F 增大而增大． 当合外力F 相同，加速度a 随质量M 增大而减小． 质量越大，加速度越小 力越大，加速度越大 —— 控制变量法 1、实验研究方法 ① 保持物体质量M 一定，研究加速度a 和合外力F 的关系 ② 保持合外力F 一定，研究加速度a 和物体质量M 的关系 2、实验方案设计 (1) 实验中如何产生恒定加速度？ (2) 如何改变和测量a？ (3) 如何改变和测量物体质量M？ (4) 如何改变和测量合外力F？ M mg 二、探究 a 与F、m 的定量关系 t = 5T = 0.1s T=0.02s —— 打点计时器纸带计算加速度 (2) 如何改变和测量a？ 逐差法： 二、探究 a 与F、m 的定量关系 2、实验方案设计 —— 天平 (3) 如何改变和测量物体质量M？ 二、探究 a 与F、m 的定量关系 2、实验方案设计 G FN T f 满足盘和砝码总质量远小于小车质量，可以把盘和砝码总重力当成拉力 利用重力的分力平衡摩擦力 T≠mg T a (4) 如何改变和测量合外力F？ 二、探究 a 与F、m 的定量关系 2、实验方案设计 二、探究 a 与F、m 的定量关系 m M 3、实验装置： ②盘和砝码总质量远小于小车质量 m<<M ①平衡摩擦力 ➡ 不挂砝码、垫高木板、小车匀速 ③打点计时器测加速度 a 的操作 ①长木板右端未垫高以平衡摩擦力(或没有平衡摩擦力)； ②错用了直流电源(或应该用交流电)； ③牵引小车的细线与长木板不平行； ④开始实验时，小车离滑轮太近(或小车离打点计时器太远、牵引小车的细线太短)． 【练习】如图所示为某同学所安装的“探究加速度与力、质量的定量关系”的实验装置，在图示状态下开始做实验，该同学的装置和操作中的主要错误是(至少写出三个错误)： ①保持质量M 不变，研究加速度a 和合外力F 的关系 二、探究 a 与F、m 的定量关系 4、进行实验 m M ①保持质量M 不变，研究加速度a 和合外力F 的关系 二、探究 a 与F、m 的定量关系 4、进行实验 结论：质量 M 一定时，加速度 a与力 F 成正比 课堂练习 思考： 在保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，两位同学得到的a-F关系图像分别如图甲、乙所示（a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力），其原因分别是： 甲图：_____________________________________________________； 乙图：_____________________________________________________。 平衡摩擦力过度(木板倾斜角度过大) 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足(木板倾斜角度过小) ②保持合外力F 一定时，研究加速度a 和质量M 的关系 二、探究 a 与F、m 的定量关系 4、进行实验 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 能否确定关系？ 猜想a 和M成反比 则a 和1/M成正比 ②保持合外力F 一定时，研究加速度a 和质量M 的关系 二、探究 a 与F、m 的定量关系 4、进行实验 ②保持合外力F 一定时，研究加速度a 和质量M 的关系 二、探究 a 与F、m 的定量关系 4、进行实验 结论：力 F 一定时，加速度 a与质量M 成反比 ②保持合外力F 一定时，研究加速度a 和质量M 的关系 二、探究 a 与F、m 的定量关系 5、实验结论 结论：力 F 一定时，加速度 a与质量M 成反比 ①保持质量M 不变，研究加速度a 和合外力F 的关系 结论：质量 M 一定时，加速度 a与力 F 成正比 m M m<<M 课堂练习 B 课堂练习 二、探究 a 与F、m 的定量关系 减少轨道摩擦 m M m<<M [例1] 在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上由打点计时器打出的点计算出。 （1）当M与m的大小关系满足_______时，才可以认为细线对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的总重力。 [例1] 在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上由打点计时器打出的点计算出。 （2）一组同学在保持盘及盘中的砝码质量一定的情况下，探究加速度与小车质量的关系，以下做法正确的是_________。 A．平衡摩擦力，应将盘及盘中的砝码用细线绕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，再接通打点计时器电源 $$