人教版(2019)高中物理必修第一册-第-4.2　实验：探究加速度与力、质量的关系 教学课件(共18张PPT)

(共18张PPT)
第2节 实验：探究加速度与力、质
量的关系 教学课件
人教版 高一年级上
新课导入
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
1、力是产生加速度的原因。
2、惯性只与质量有关，质量越大惯性越难改变。
加速度与力的关系
加速度与质量的关系
这说明，加速度与力、质量之间必然存在一定的关系。下面我们来探究加速度与力、质量之间的定量关系。
生活实例
装满货物
空车
启动快
启动慢
受力一定时，质量越小，其加速度越大。
生活实例
比赛用小汽车
一般用小汽车
启动快
启动慢
质量一定时，受力越大，其加速度越大
生活实例
物体的加速度a与所受到的合外力F、物体质量m有怎样的关系？
提出问题:
猜想与假设：
m 一定时，F 大，a大
a与F成正比
猜
F 一定时，m 大，a小
猜
a 与m成反比
加速度
与力和质量有关

定量关系
生活实例
一、实验探究 a、F、m的关系
1、研究目的
2、研究方法
（1）当m一定时，研究a与F的关系
（2）当F一定时，研究a与m的关系
控制变量法
定量分析a、F、m的关系
3、如何设计和进行实验
生活实例
明确几个问题:
（1）怎么设计这个实验
1.测量哪些量
2.怎么测量
m：
a:
F:
天平
物体所
受的合力
a、F、m
（2）如何由实验得出结论
二、如何设计和进行试验
生活实例
怎样测量（或比较）物体的加速度
方法二：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
方法一：如果物体做初速度为零的匀加速直线运动，则可利用刻度尺测量位移和秒表测量时间，然后由公式 a=(2x)/t2可算出
方法三：利用比值法。由于a=(2x)/t2测出两个初速度为零的匀加速运动在相同时间内发生的位移x1,x2，位移之比就是加速度之比
问题1：
生活实例
G1
FN
f
G
方法一：粗糙斜面上，用悬吊重物的方法为小车提供拉力, 通过改变增减重物的质量就可改变小车受到的拉力
一端垫高，用重力的分力G1将摩擦力f 平衡抵消掉
如何为运动的物体提供一个恒定的合力？又如何测出这个合力呢？
问题2：
生活实例
如何为运动的物体提供一个恒定的合力？又如何测出这个合力呢？
方法二：光滑水平面上利用重物下落拉动小车运动，通过增减重物重量就可以改变小车所受的合力。
问题3：
注意：只有当盘和砝码的质量要比小车的质量小得多时，小车所受拉力才近似等于盘和砝码的总重力。
生活实例
实验方案
小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平为器材，研究小车运动。
钩码的总重力G当作小车受到的拉力F
从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a
用天平测出小车的质量m
生活实例
1.用天平测出小车的质量。
2.安装好实验装置，在小车上装好纸带，纸带另一端穿过计时器限位孔，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力。
3.控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连（钩码质量远小于小车质量），打开打点计时器，释放小车，测出一组数据。
4.改变钩码质量，多测几组据。
5.控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。
实验步骤
生活实例
利用打点计时器研究a与m的关系
次数 质量m车/g 加速度a
1
2
3
200.20
300.20
400.20
5.00
3.33
2.50
1.05
0.71
0.55
m/g
a/m·s－2
0
0.50
1.00
1.50
200.20
300.20
400.20
实验所得数据：
实验过程及数据处理
生活实例
/g-1
a/m·s－2
0
0.50
1.00
1.50
2.00
4.00
6.00
利用打点计时器研究a与m的关系
说明：在牵引力一定时， a 与m 成反比
次数 质量m车/g 加速度a
1
2
3
200.20
300.20
400.20
5.00
3.33
2.50
1.05
0.71
0.55
实验所得数据：
化曲为直
生活实例
利用打点计时器研究a与F的关系
实验所得数据：
0.40
0.80
1.20
F/N
a/m·s－2
0
1.60
1.00
2.00
3.00
4.00
a — F 图象是一条过原点的倾斜直线
a ∝F
次数 m/g 牵引力F/N 加速度a
1 14.1
2 24.1
3 34.1
1.38
2.36
3.34
0.64
1.05
1.44
g=9.8m/s-2
实验过程及数据处理
板书设计
第2节 探究加速度与力、质量的关系
1.研究方法
2.数据处理方法
3.结论
控制变量法
图象法
a∝F a∝1/m
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