4.2探究加速度与力、质量的关系（共24张ppt）
文档属性
| 名称 | 4.2探究加速度与力、质量的关系（共24张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-25 17:32:00 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
经典力学的局限性
授课教师：docer读秀
新人教版必修第一册
4.2 探究加速度与力、质量的关系
复习引入:
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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
力是改变物体运动状态的原因，也就是产生加速度的原因；
加速度a与力F有关
惯性：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态
惯性与质量有关，质量越大惯性越大，运动状态越难改变
加速度a与质量m有关
加速度的大小与力、质量有怎样的关系？
问题与讨论：
装满货物
启动快
启动慢
受力一定时，质量越小，其加速度越大。
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。
1.猜想一下物体加速度a与力F、质量m的定量关系是什么呢？
问题与讨论：
2. 如何探究一个物理量与两个(或多个)物理量之间的关系？我们应该采用怎样的实验研究方法？
问题与讨论：
实验研究方法：控制变量法
保持m不变，研究a 与F的关系;
保持F不变，研究a与m的关系。
实验目的：探究a与F或m的关系。
2、无法直接测量相关物理量，也可物理量转换测量其关系；
1、最好能具体测量a、F、m这三个物理量；
方法1:小车做初速度为0的匀变速直线运动，利用刻度尺测量位移x，并用秒表测
量时间t, 然后利用公式
定量分析：
一、 怎样测量（或比较）物体的加速度？
一、 怎样测量（或比较）物体的加速度？
定量分析：
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
方法3：利用比值法。由运动学公式 可知，相同时间的位移跟加速度成正比。于是我们可以通过比较物体运动位移来判定加速度的变化情况。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
定量分析：
G1
FN
f
G
方法1：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
二、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。
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。
重物的总重力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
实验：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。
实验步骤
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，多测几组数据。
5. 控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。
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
1. 探究加速度与合力的关系
如何更直观地处理数据？
a — F 图象是一条过原点的倾斜直线
a ∝F
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
当拉力不变时 次数 m/kg a/m ·s -2
1
2
3
4
5
2.50
2.00
1.33
1.00
0.83
0.400 0.861
0.500 0.692
0.750 0.470
1.000 0.352
1.200 0.290
2. 探究加速度与质量的关系
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
在牵引力一定时， a 与m 成反比
物体的加速度a与所受到的合外力F、物体质量m的定量关系：
F一定， a∝
m一定， a∝ F
课堂小结
1.研究方法
2.数据处理方法
控制变量法
图象法
1.一定要做好平衡摩擦力的工作,也就是调出一个合适的斜面,使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力.在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细线系在小车上,即不要给小车加任何牵引力,并要让小车拖着打点的纸带运动.
2.实验步骤2、3不需要重复,即整个实验平衡了摩擦力后,不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量,都不需要重新平衡摩擦力.
注意事项
3.每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出.只有如此,小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力.
4.改变拉力和小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,再放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车.
5.作图象时,要使尽可能多的点分布在所作直线上,直线外的点应尽可能对称分布在所作直线两侧.
6.作图时两轴标度比例要选择适当,各量须采用国际单位.这样作图线时,坐标点间距不至于过密,误差会小些.
光电门
数字计时器
拓展探究
实验中涉及的器材
电磁式打点计时器
电火花打点计时器
纸带
电池组
蓄电池
学生电源
220V交流电源
毫米刻度尺
弹簧秤
钩码
砝码
重物
天平
小车
带滑轮的长木板
带线的小桶
谢谢
经典力学的局限性
授课教师：docer读秀
新人教版必修第一册
4.2 探究加速度与力、质量的关系
复习引入:
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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
力是改变物体运动状态的原因，也就是产生加速度的原因；
加速度a与力F有关
惯性：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态
惯性与质量有关，质量越大惯性越大，运动状态越难改变
加速度a与质量m有关
加速度的大小与力、质量有怎样的关系？
问题与讨论：
装满货物
启动快
启动慢
受力一定时，质量越小，其加速度越大。
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。
1.猜想一下物体加速度a与力F、质量m的定量关系是什么呢？
问题与讨论：
2. 如何探究一个物理量与两个(或多个)物理量之间的关系？我们应该采用怎样的实验研究方法？
问题与讨论：
实验研究方法：控制变量法
保持m不变，研究a 与F的关系;
保持F不变，研究a与m的关系。
实验目的：探究a与F或m的关系。
2、无法直接测量相关物理量，也可物理量转换测量其关系；
1、最好能具体测量a、F、m这三个物理量；
方法1:小车做初速度为0的匀变速直线运动，利用刻度尺测量位移x，并用秒表测
量时间t, 然后利用公式
定量分析：
一、 怎样测量（或比较）物体的加速度？
一、 怎样测量（或比较）物体的加速度？
定量分析：
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
方法3：利用比值法。由运动学公式 可知，相同时间的位移跟加速度成正比。于是我们可以通过比较物体运动位移来判定加速度的变化情况。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
定量分析：
G1
FN
f
G
方法1：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
二、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。
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。
重物的总重力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
实验：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。
实验步骤
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，多测几组数据。
5. 控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。
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
1. 探究加速度与合力的关系
如何更直观地处理数据？
a — F 图象是一条过原点的倾斜直线
a ∝F
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
当拉力不变时 次数 m/kg a/m ·s -2
1
2
3
4
5
2.50
2.00
1.33
1.00
0.83
0.400 0.861
0.500 0.692
0.750 0.470
1.000 0.352
1.200 0.290
2. 探究加速度与质量的关系
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
在牵引力一定时， a 与m 成反比
物体的加速度a与所受到的合外力F、物体质量m的定量关系：
F一定， a∝
m一定， a∝ F
课堂小结
1.研究方法
2.数据处理方法
控制变量法
图象法
1.一定要做好平衡摩擦力的工作,也就是调出一个合适的斜面,使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力.在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细线系在小车上,即不要给小车加任何牵引力,并要让小车拖着打点的纸带运动.
2.实验步骤2、3不需要重复,即整个实验平衡了摩擦力后,不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量,都不需要重新平衡摩擦力.
注意事项
3.每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出.只有如此,小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力.
4.改变拉力和小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,再放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车.
5.作图象时,要使尽可能多的点分布在所作直线上,直线外的点应尽可能对称分布在所作直线两侧.
6.作图时两轴标度比例要选择适当,各量须采用国际单位.这样作图线时,坐标点间距不至于过密,误差会小些.
光电门
数字计时器
拓展探究
实验中涉及的器材
电磁式打点计时器
电火花打点计时器
纸带
电池组
蓄电池
学生电源
220V交流电源
毫米刻度尺
弹簧秤
钩码
砝码
重物
天平
小车
带滑轮的长木板
带线的小桶
谢谢