4-2《实验：探究加速度与力、质量的关系》课件 新人教版必修1

探究加速度与力、质量的关系物体运动状态变化的快慢和什么有关？1、质量2、受力例如：一般小汽车从静止加速到100km/h，只需十几秒的时间，而满载的货车加速就慢的多。例如：竞赛用的小汽车，质量不很大，却安装着强大的发动机，可以获得很大的加速度。mmF1F2m1m2FFF1F2m1m2定性讨论1定性讨论2理论推理结论：当物体质量一定时，物体的加速度应该随着力的增大而增大。讨论：物体质量一定，受力不同，加速度有什么不同结论：当力大小相同时，物体的质量越大，运动状态越难以改变，所以质量越大，加速度越小。注意：这里的力指的是物体所受的合外力。讨论：力大小相同，作用在不同质量的物体上，物体加速度有什么不同？总结：影响加速度的因素有哪些？1、合外力2、质量猜想：物体的加速度与力、质量有什么定量关系？实验的基本思路是什么呢？控制变量法“a”与“F”、“m”二个物理量均有关系，应该从何处入手呢？实验的探究思路确定为两个方面：一是保证质量不变，探究加速度与外力的关系；二是保证外力不变，探究加速度与质量的关系。一、研究方法实验探究思考质量、力与加速度分别如何测量？质量—天平恒力——？加速度——？方案一：小车、打点计时器、纸带、长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平，研究小车运动。从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a。砝码小车打点计时器纸带实验方案小车小车夹子ＦＦ方案二：课本上参考案例中的实验方案212xat1122axax由于两小同时启动、同时停止,故运动时间相同方案二：两小车对比砝码F1参照小车m实验小车m砝码F2怎样提供并测量物体所受的恒力？思考1、平衡摩擦：使小车在不放砝码时近似做匀速直线运动。2、桶和砝码的质量要比小车的质量小很多。方案三：利用气垫导道该方案仪器精密，是很好的方案，测量结果精确，但中学一般没有这种仪器。图1:气垫导轨装置光电门1光电门2挡光板△xXt利用气垫导轨来探究加速度与力、质量的关系2222021()()22xxvvttaxxttxtxtvva1201.摆放好实验装置，平衡摩擦力。2.把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂钩码，将车拉到打点计时器附近。3.打开打点计时器电源，再释放小车，得到纸带，并在纸带上计下钩码重量。4.改变钩码的重量，重复以上的步骤2-3多次。5.设计表格，记录实验数据。实验步骤实验方案一数据处理保持物体的质量不变，测量物体在不同的力作用下的加速度，分析加速度与力的关系：实验次数加速度ɑ小车受力FN1.2.3.4.5.图表法2/sm保持质量不变实验次数加速度ɑ/()力F/N10.660.221.050.331.370.441.630.5500a-F-0.100.10.20.30.40.50.6012a/()F/N2/ms2/sma-F012300.51F/Na/（m/s2）保持物体（小车）质量一定实验次数F/Na/120.41.230.51.540.61.8650.82.4探究加速度与力的关系实验结论：当物体质量一定时，加速度与力成正比。2/sm探究二：加速度与质量的关系保持物体的受力F不变，改变小车的质量，分析不同质量的小车在相同的力的作用下，加速度与质量的关系。（实验前已测出小车净重196.8g）实验次数小车质量m(Kg)1/ma/12342/sm保持小车受力F不变实验次数m/kg加速度a/(m/s2)1/m10.40.862.520.50.69230.750.471.33410.35151.20.290.8300a-m00.20.40.60.8100.511.5m/kga/m/s2a-1/m-1012300.51a1/m实验次数m/kga/(m/s2)1/m10.40.8612.520.50.692230.750.471.33410.352151.20.290.8300a-m00.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.20.40.60.811.21.4m/Kga/m/s2a-1/m-0.500.511.522.5300.20.40.60.81a/(m/s2)1/m(1/Kg)保持物体受力不变教师点评：1、实验数据处理最好运用图表、图线及拟合线性方程。2、应灵活运用数学工具处理非线性关系的数据。如变a-m图象为a–1/m图象，即“变曲为直”。探究实验二的总结与点评当外力F一定时，物体的加速度与其质量成反比，即：ma1实验后反思总结一.平衡摩擦力时，不把悬挂重物用细绳通过定滑轮系在小车上，即不对小车施加拉力。在木板无滑轮的一端下面垫一薄木块，反复移动其位置，直到拖在小车后面的纸带上打出的点距均匀为止。二.实验时，应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再放开小车三.实验要求重物的质量远小于小车的质量，因为只有这样，细绳对小车的拉力才近似等于重物的重力。一句话，物理学的规律不是通过有限的几个实验“归纳”出来的，本节实验只是让我们对于自然规律的探究有所体验。有了这样的认识，就大可不必因为数据与书本不一致而苦恼，更不能随意更改记录去“凑数”，也许，这样的差异孕育着新的发现，或至少能检验出你的错误。我们的责任是忠实地记录一切原始数据