資源簡介

(共31張PPT)
2、實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系
牛頓第一定律（慣性定律）
1 內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)為止.
2 反映
⑴ 力和運動的關(guān)系：力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)原因。
⑵ 物體不受外力 （或所受外力合力為零） 時，總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)
⑶ 物體具有一種固有屬性——慣性。物體的慣性大小完全取決于質(zhì)量，與其它因素?zé)o關(guān)
知識回顧
有外力作用
力是產(chǎn)生加速度的原因
力越大
加速度越大
速度改變越大
運動狀態(tài)改變越大
有加速度產(chǎn)生
速度改變
物體運動狀態(tài)改變
力是改變物體運動狀態(tài)原因
科學(xué)思維
物體質(zhì)量越大
質(zhì)量是物體慣性大小的量度
運動狀態(tài)越難改變
相同外力作用下，速度變化越慢
加速度越小
科學(xué)思維
物體的加速度 a 可能和哪些因素有關(guān)？
m
F1
m
F2
F1m2
F
m1m1
F
當(dāng)物體質(zhì)量一定時，受力越大，加速度也越大。
當(dāng)物體受力一定時，物體的質(zhì)量越大，加速度越小。
注意：這里的力指的是物體所受的合外力
初步設(shè)想
一、實驗思路
請說出你的設(shè)計思路并和同學(xué)們討論確定實驗探究方案。
1、你認(rèn)為應(yīng)該如何完成這個探究實驗？
2、比如，研究什么物體？
5、如何測量該物體受到的力？
4、如何測量該物體的加速度？
3、怎樣分析數(shù)據(jù)？
一、實驗思路
1、實驗?zāi)康?br/>2、實驗設(shè)計
加速度a與力F的關(guān)系
加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系
1、測量哪些量
2、怎么測量
控制變量法
m：
a:
F:
天平
打點計時器
物體所受的合力
a、F、m
3、進(jìn)行實驗
4、利用表格分析數(shù)據(jù)
二、物理量的測量
1、質(zhì)量的測量
托盤天平
為了改變小車的質(zhì)量，可以在小車中增減砝碼的數(shù)量。
二、物理量的測量
求小車的加速度 （逐差法）
也可求幾個計數(shù)點的瞬時速度，然后利用公式
計算加速度的大小
2、加速度的測量
Δx1
Δx2
Δx3
Δx5
Δx4
Δx6
二、物理量的測量
3、力的測量
孤力物體是不存在的，所以實驗中的F是合力。
F
mg
FN
f
T
如圖一個木塊正在傾角為θ的三角斜面上勻速下滑
將軌道的一端墊高可以近似抵消小車、紙帶所受的摩擦力。
重力與支持力的合力與滑動摩擦力大小相等、方向相反
G
G1
FN
f
G1平衡摩擦力f
平衡摩擦力
G2
二、物理量的測量
3、力的測量
T
即小車受到合外力近似等于砝碼的重力。
平衡摩擦力

≈ G砝碼
當(dāng)砝碼質(zhì)量比小車質(zhì)量小得多時（≤1/6）
繩子的拉力近似等于砝碼的重力
三、實驗方案①——對比實驗研究a與F、m的關(guān)系
怎樣測量a、F和m三個物理量？
①如何測量小車的質(zhì)量m？ 如何改變m？
②如何測量小車受到的拉力F？如何改變F？
③軌道存在摩擦，怎么克服小車受到的摩擦力？
④如何對比加速度a
鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小與小車的質(zhì)量
軌道略微傾斜
三、對比實驗演示
小車質(zhì)量相同，m不變時，a與F成正比。
小車受的拉力相同，F(xiàn)不變時，a與m成反比。
實驗結(jié)論：
動畫模擬：對比實驗研究 a 與 F、m 的關(guān)系
質(zhì)量保持不變
合外力保持不變
表一：小車質(zhì)量相同
第一次 第二次 F S F′ S′
小車1
小車2
表二：小車受的拉力相同
第一次 第二次 m S m′ S′
小車1
小車2
m不變時，a與F成正比。
F不變時，a與m成反比。
三、實驗方案①——對比實驗研究a與F、m的關(guān)系
0.1N
0.1N
45.0cm
45.6cm
0.1N
0.2N
25.1cm
50.5cm
200g
200g
38.1cm
38.4cm
200g
400g
30.2cm
60.8cm
三、實驗方案② P90
鉤碼的總重力G當(dāng)作小車受到的拉力F
從打點計時器打出的紙帶計算出小車的加速度a
用天平測出小車的質(zhì)量m
實驗儀器
三、實驗探究②P90——探究加速度與力關(guān)系實驗操作
小車質(zhì)量一定
F/ N
a/m·s -2
0.15
0.30
0.45
0.60
0.75
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
當(dāng)小車質(zhì)量不變時 次數(shù) F/N a/m ·s -2
1
2
3
4
5
0.10 0.146
0.20 0.302
0.30 0.428
0.40 0.592
0.50 0.751
四、數(shù)據(jù)處理：加速度與力的關(guān)系
如何更直觀地處理數(shù)據(jù)？
外力一定
m/ kg
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
/kg -1
m
1
當(dāng)拉力不變時 次數(shù) m/kg a/m ·s -2
1
2
3
4
5
四、數(shù)據(jù)處理：加速度與質(zhì)量的關(guān)系
/kg -1
2.50
2.00
1.33
1.00
0.83
0.400 0.861
0.500 0.692
0.750 0.470
1.000 0.352
1.200 0.290
小結(jié)：加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系
正比于
　　物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比．
　　加速度的方向跟引起這個加速度的力的方向相同．
1.鉤碼的質(zhì)量與小車的質(zhì)量相差不大，以致鉤碼的重力不等于細(xì)繩的張力（拉力）；
2.軌道坡度沒調(diào)節(jié)好，使小車的重力沿平行軌道方向上的分力不等于小車所受到的摩擦力，致使小車所受細(xì)繩的拉力不是受到的外力的合力；
3.滑輪支架角度沒調(diào)節(jié)好，使軌道上方的細(xì)繩與軌道不平行；
4.系統(tǒng)存在阻力。
實驗評價：本節(jié)實驗存在的不足：
【誤差分析】
1．關(guān)于“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，下列說法中符合實際的是 (　　)
A．通過同時改變小車的質(zhì)量m及受到的拉力F的研究，能歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系
B．通過保持小車質(zhì)量不變，只改變小車的拉力的研究，就可以歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系
C．通過保持小車受力不變，只改變小車質(zhì)量的研究，就可以得出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系
D．先不改變小車質(zhì)量，研究加速度與力的關(guān)系；再不改變受力，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系
D
課堂練習(xí)
2、在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時， 某學(xué)生將實驗裝置如圖所示安裝，準(zhǔn)備接通電源后開始做實驗，但他的裝置圖中有兩個明顯的錯誤，請你指出來：
（1）
（2）
沒有平衡摩擦力
打點計時器應(yīng)使用低壓交流電源
課堂練習(xí)
3．某同學(xué)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示：
F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/(m·s－2) 0.11 0.19 0.29 0.40 0.51
(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖實－4－9所示的坐標(biāo)中作出a－F圖象
(2)圖象的斜率的物理意義是_________________；
(3)圖象(或延長線)與F軸的截距的物理意義是___________；
(4)小車和砝碼的總質(zhì)量為________ kg.
課堂練習(xí)
解析：(1)選取適當(dāng)?shù)臉?biāo)度，作出a－F圖象如圖所示．
(2)由F＝Ma得a＝F/M ，可見圖象的斜率為小車和砝碼的總質(zhì)量的倒數(shù)．
(3)圖象與F軸的截距表示加速度恰好為零時的拉力，也即是小車受到的阻力，大小為0.1 N.
(4)由圖可知圖線斜率k＝1(kg－1)，由k＝ 1/M可得：M＝1 kg.
課堂練習(xí)
3． 某兩個同學(xué)用圖所示的裝置（圖中A為小車，B為帶滑輪的長木板，C為水平桌面），分別在《探究加速度與外力間的關(guān)系》實驗中，各自得到的圖象如圖甲和乙所示，則出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因甲是 ，乙是 ．
木板傾角過大
木板傾角過小
課堂練習(xí)
在保持質(zhì)量不變時加速度與物體受力間關(guān)系的實驗中（使用圖4-2-5所示的裝置），小車質(zhì)量M和砝碼質(zhì)量m分別選取下列四組值．
A．M=500g，m分別為50g、70g、100g、125g
B．M=500g，m分別為20g、30g、40g、50g
C．M=200g，m分別為50g、75g、100g、125g
D．M=200g，m分別為30g、40g、50g、60g
若其它操作都正確，那么在選用 組值測量時所畫出的圖線較準(zhǔn)確．在選用此組值，
m取 g時實驗誤差較大．
B
50
課堂練習(xí)

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