第2节 实验：探究加速度与力、质量的关系（课件)高一物理（人教版2019必修第一册）.pptxVIP

第2节 实验：探究加速度与力、质量的关系第4章 目 录CONTENTS实验思路01物理量的测量02数据处理03 物体运动状态发生改变速度发生了改变产生了加速度与力和质量有关是否有关？加速度与力、质量之间有什么样的定量关系呢？ 1.实验要说明什么问题?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?控制一个量不变 控制变量法保持物体质量m不变，改变物体受力，测a、F保持物体所受拉力F不变，改变物体质量，测a、m a、F、m质量天平加速度？力？ 打点计时器，纸带及复写纸，小车，一端附有滑轮的长木板，小盘和砝码，细绳，低压交流电源，导线，天平，刻度尺。槽码小车打点计时器带滑轮的长木板方案一：用打点计时器探究 测量工具：天平可通过增减在小车上的砝码的数量来实现对小车质量的改变。注意砝码与槽码的区别1.质量的测量 2.加速度的测量 ①方法1：让小车做初速度为0的匀加速直线运动，用 测量小车移动的位移x，用 测量发生这段位移所用的时间t，然后由a＝ 计算出加速度a。刻度尺秒表②方法2：利用打点计时器进行实验，根据纸带上打出的点可测量加速度,小车做匀加速直线运动时，有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿? ③方法3：不直接测量加速度，求加速度之比。例如：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，测出各自的位移x1、x2，则 ，把加速度的测量转换成 的测量。位移??? 3.力的测量TT1.如何给小车施加一个可以测量的恒力T呢？直接用弹簧测力计拉小车，可以吗？还是借助定滑轮和钩码来拉？ m0g2.细线给小车提供的拉力是小车受到合力吗？不计摩擦，小车： F合=T ≈ m0g计摩擦，小车 ：F合=T-f≠T如何才能消除摩擦力的影响呢？条件：槽码的质量要比小车的质量小很多 平衡摩擦力研究对象，为简化运算，如何做可以让绳的拉力等于小车受到的合外力F？FfGFNGG1FNfG1=f.G2F原则：利用重力的分力平衡摩擦力和斜面弹力。小车受到的合外力等于绳的拉力F 标准：将木板垫上薄木块，使小车在不挂钩码，但要连接纸带，观察纸带上点均匀即可）注意：只需平衡一次摩擦力 探究加速度与力、质量的关系视频操作m 一定时，a ∝ FF一定时，a ∝ 1/m F/ Na/m·s -20.150.300.450.600.750 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5结论：m一定，加速度a与F的定量关系：表1 小车质量一定拉力F加速度a0.100.1460.200.300.400.500.3020.4280.5920.751　　为了直观的判断加速度 a 与拉力 F 的定量关系，我们以 a 为纵坐标、F 为横坐标建立直角坐标系，根据各组实验数据在纸上描点，做 a-F 图像 。 　　为了直观的判断加速度 a 与质量 m 的定量关系，我们以 a 为纵坐标、m 为横坐标建立直角坐标系，根据各组实验数据在纸上描点，做 a-m 图像 。m/kga/m·s -20.20.40.60.81.00 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 表2 小车所受的拉力一定质量m加速度a0.4000.5000.7501.0001.2000.8610.6920.4700.3520.290 表2 小车所受的拉力一定质量m加速度a0.4000.5000.7501.0001.2000.8610.6920.4700.3520.2902.502.001.331.000.83a/m·s -20.20.40.60.81.00 1.0 2.0/kg -1m1结论： F 一定，加速度a与m的定量关系： （注意：这里的力指的是物体所受的合外力）1. m一定，加速度a与F的定量关系：2. F一定，加速度a与m的定量关系:加速度与力、质量之间的关系：还有没有其他设计方案呢？实验结论 当M一定，a与F的关系；a/m·s-2F/N0思考1：如图粉颜色图线是由于原因导致的？思考2：如图蓝颜色图线是由于原因导致的？a0F0结论：平衡摩擦力过度(木板倾角过大）误差分析结论：没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分（木板的倾角过小） 方案二：用位移比值法探究器材：以小车、一端带滑轮的长木板、粗线、砝码、钩码、天平、刻度尺、黑板擦或宽口夹子为实验器材，研究小车的运动。???倾斜木板补偿摩擦力 F2 / F1x2 /x1O次数1234x2x1F2F1Faa1a2 x2/x1O次数1234M2 / M1x2x1M2M1M1M2aM1a1a2M1 / M2 拓展探究：利用气垫导轨来探究Δxx/t