高一物理4.2实验：探究加速度与力和质量的关系.ppt

由牛顿第一定律可知： 物体不受外力 所受合外力为零 物体处于静止或匀速直线运动 状态，即运动状态不变。 那么设想：如果物体所受合外力不为零，则物体运 动会怎样改变？ 物体不受力(或F合=0)时 第二节 心动 不如行动 学习目标 ： 1、学会通过实验探究物体加速度与 力、质量的关系 2、在实验中复习打点计时器的用法 3、对实验数据进行科学处理 对实验结果进行归纳分析 思考： 物体加速度a和哪些因素有关？你是怎么知道的？ 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。 牛一定律，又称惯性定律；物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，称为惯性；物体的惯性只和质量有关，质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变。 力是产生加速度的原因 质量与加速度有关 加速度大小与物体受力大小有关 质量一定时，受力越大，其加速度越大 受力一定时，质量越小，其加速度越大。 这里的力指物体所受合力 ● 加速度还与物体质量有关 ● 明确几个问题: 1.实验要说明什么问题? 3.如何由实验得出结论? 2.怎么设计这个实验? a与F关系? a与m关系? ①.测量哪些量? ②.怎么测量? 数据处理 控制一个量 不变 a、F、m m： a: F: 天平 打点计时器 物体所受的 合力 控制变量法 制定实验方案、设计实验 1.怎样测量物体的加速度？ 2.如何测定小车受到的合力？ 实验装置图 打点计时器 一端带有定滑轮的长木板 小车 细线 钩码(或装有沙子的小桶) 纸带 制定实验方案、设计实验 1.怎样测量物体的加速度？ 2.如何测定小车受到的合力？ 3.什么情况下，绳子拉力近似等于钩码重力即小车所受的合力？ θ 平衡摩擦力 将长木板不带滑轮一端适当垫高，使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡。 怎样就算平衡好摩擦力了？ 前期准备： 4.绳子拉力大小＿＿＿?钩码的重力。 小于 理论计算发现：当钩码质量比小车质量小很多时（ ），绳子拉力近似等于钩码重力即小车所受的合力，因此钩码的质量要比小车的质量小很多 测加速度法 方案一： 实验探究 1.探究加速度与合力的关系 实验基本思路：保持小车的质量不变，测量小车在不同作用力下的加速度，分析加速度与合力的关系。 怎样改变合力？ 为防止纸带记录错误，可以在每次打完纸带后在纸带上记录下本次实验时外力的大小(即钩码的质量)。 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 当小车质量不变时 次数 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 如何更直观地处理数据？ 2.探究加速度与质量的关系 实验基本思路：保持小车所受合力相同，测量不同质量的小车在该力下的加速度，分析加速度与质量的关系。 怎样改变小车的质量？ 为防止纸带记录错误，可以在每次打完纸带后在纸带上记录下本次实验时小车的质量。 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 当拉力不变时 次数 m/kg a/m ·s -2 1 2 3 4 5 /kg -1 2.50 2.00 1.33 1.00 0.83 m 1 0.400 0.861 0.500 0.692 0.750 0.470 1.000 0.352 1.200 0.290 用如下图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下： A．用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量 B．按图装好实验器材 C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶 D．将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量 E．保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验 F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值 G．作a－M关系图象，并由图象确定a－M关系 (1)该同学漏掉的重要实验步骤是________，该步骤应排在________步实验之后． (2)在上述步骤中，有错误的是________，应把________改为________． (3)在上述步骤中，处理不