人教版高中物理必修第一册精品课件 第4章 运动和力的关系 2.实验：探究加速度与力、质量的关系.ppt

*(2)电磁打点计时器应使用工作电压约为8V的交流电源,且要固定在长木板无滑轮的一端,即应靠右端;释放小车时,小车应靠近打点计时器;连接小车的细绳应平行于木板,故应调节滑轮高度使细绳平行于木板;实验时应平衡小车受到的阻力,故应垫高长木板右端。拉力的测量:在砝码盘和砝码的总质量远小于小车质量的情况下,可以认为砝码盘和砝码的总重力近似等于小车所受的拉力(合外力)。【例题2】在探究加速度与力、质量的关系的实验中,某次实验测得如下数据:m一定时,a与F的关系见表1;F一定时,a与的关系见表2。表1F/N1.002.003.004.00a/(m·s-2)1.903.955.857.62二、实验数据的处理表2(1)在如图所示的相应坐标系中,根据表1、表2所给数据作出图像。答案:(1)图像如图所示(2)a-m图像是曲线,难以找出规律;a-图像是直线,容易找出规律。解析:清楚a-F图像及a-图像的性质,便于正确作图。此题探究加速度与力、质量的关系,意在培养数据处理等科学探究能力。实验数据的处理方法——图像法、“化曲为直”法(1)研究加速度a和力F的关系。以加速度a为纵坐标,力F为横坐标,根据测量数据描点,然后作出图像,如图所示,若图像是一条通过原点的直线,就能说明a与F成正比。(2)研究加速度a与质量m的关系。如图甲所示,因为a-m图像是曲线,检查a-m图像是不是双曲线,就能判断它们之间是不是反比例关系,但检查这条曲线是【例题3】图甲是用来探究加速度和力之间关系的实验装置示意图,图乙是其俯视图。两个相同的小车,放在带有定滑轮的木板上(事先通过调节木板与水平面间的夹角来平衡小车受到的阻力),前端各系一条细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘里放有砝码。两个小车后端各系一条细线,细线后端用夹子固定,打开夹子,小盘和砝码牵引小车运动,合上夹子,两小车同时停止运动。三、创新型实验(1)用刻度尺测出两小车的位移,位移之比就等于它们的之比。?(2)为了探究加速度大小和力大小之间的关系,应保持两个(选填“小车”或“小盘和砝码”)的质量相等。?(3)为减小误差,应使小盘和砝码的总质量尽可能(选填“小于”“等于”或“大于”)小车质量。?答案:(1)加速度(2)小车(3)小于解析:(1)根据初速度为零的匀变速直线运动位移时间关系x=at2,两小车运动时间相等,位移与加速度成正比。(2)根据控制变量法,要探究加速度和力之间的关系,需要小车的质量保持不变,即两小车质量相等。(3)实验中用小盘和砝码的重力作为小车受到的拉力。只有在小盘和盘中砝码的质量远远小于小车的质量时,绳对小车拉力的大小近似等于小盘和盘中砝码的重力。此题是采用控制变量法探究加速度和力之间关系的创新实验,逐步培养科学探究能力。1.控制变量法:当研究多个物理量的变化规律时,为了简便,可设计保持其他物理量不变,只研究剩余两个变化物理量的关系,这种方法叫作控制变量法。两个相同的小车放在光滑水平面上,前端各系一条细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中各放数目不等的砝码,就可以验证质量一定的条件下,加速度与力的关系。2.对比实验法:对比实验法在物理实验中经常用到。两小车后端各系一条细绳,两细绳一起被一个夹子夹着而使小车静止(如图所示)。打开夹子,两小车同时开始运动,关上夹子,两小车同时停下来。用刻度尺测出两小车通过的位移,位移之比就等于它们的加速度之比。课堂小结随堂练习1.(实验原理)在探究加速度与力、质量的关系的实验中,渗透了研究问题的多种科学方法。(1)实验环境的等效法:。?(2)实验条件设计的科学方法:。?(3)实验原理的简化:,即当小车质量m车?m沙时,细绳对小车的拉力大小近似等于沙及桶的总重力m沙g。?(4)实验数据处理的科学方法:。?(5)由a-m车图像转化为a-图像,所用的科学方法:。(以上各题均选填“理想实验法”“图像法”“阻力补偿法”“化曲为直法”“控制变量法”或“近似法”)?答案:(1)平衡阻力法(2)控制变量法(3)近似法(4)图像法(5)化曲为直法解析:(1)由于小车运动受到阻力,所以要平衡小车受到的阻力,用平衡阻力法减小实验误差。(2)在探究加速度、力与质量之间的关系时,先保持其中一个量不变,来探究其他两个量之间的关系,称为控制变量法。(3)当小车质量m车?m沙时,细绳对小车的拉力大小近似等于沙及桶的总重力m沙g,称为近似法。(4)通过图像研究实