4.2 探究加速度与力、质量的关系 物理人教版（2019）必修第一册（23页）
文档属性
| 名称 | 4.2 探究加速度与力、质量的关系 物理人教版（2019）必修第一册（23页） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 90.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-22 21:55:26 | ||
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文档简介
第四章 运动和力的关系
第2节 探究加速度与力、质量的关系
a = 0
a ≠ 0
F = 0
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，
F ≠ 0
除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
运动状态改变
v改变
牛顿第一定律：
力（F）
物体的运动运动状态发生改变
速度发生改变
①大小变
②方向变
③大小方向都变
加速度（a）
（因）
（果）
猜想？
①力F
②质量m
产 生
决定 因素
指
具有
指
牛顿第一定律：
F越大
相等时间t内
速度变化量Δv大
m越小
速度变化量Δv大
????=????????????
?
大
相等时间t内
力（F）
物体的运动运动状态发生改变
速度发生改变
①大小变
②方向变
③大小方向都变
加速度（a）
（因）
（果）
猜想？
①力F
②质量m
产 生
决定 因素
指
具有
指
牛顿第一定律：
a
a
思考1：a与F、m有什么定量的关系？
????∝????？或????∝????????？
?
????∝????????？或????∝????????????？
?
1. 猜想与假设
思考2：如何探究a与F、m三个变量之间的关系？
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
控制变量法
2. 研究方法
3. 设计方案
M
用天平测出小车的质量M
桶和回形针的总重力mg
当作绳对小车的拉力
由此造成的误差属于
系统误差还是偶然误差？
m
mg
F
F
如何测a?
用打出的纸带计算出小车的加速度a
打点计时器
F
合
M
（恒力）
m<条 件
①若静止：
F = mg
②放开小车：
F ≠ mg
如何解决阻力的测量问题？
①消除阻力
M
m
mg
F
F
打点计时器
Ff
3. 设计方案
气垫导轨
①消除阻力
②抵消阻力
如何解决阻力的测量问题？
M
m
mg
F
F
打点计时器
Ff
3. 设计方案
①消除阻力
②抵消阻力
Mg
FN
Ff
G2
G1=Mgsinθ
阻力补偿法
阻力Ff与重力沿斜面向下的分力G1相抵消:
怎么操作？？？
Mgsinθ = μMgcosθ
μ = tanθ
增加小车上的质量，需要重新平衡摩擦力吗？
不挂细绳和小桶
3. 设计方案
实验五步曲
1. 实验目的 + 原理
2. 实验仪器
3. 实验步骤 + 注意事项
4. 数据处理
5. 误差 + 结论
1. 实验目的 + 原理
研究物体的加速度与力、质量的关系，运用图像法处理
实验数据
在细线末端挂上小桶并放入回形针，通过细线对小车施
加拉力，使小车做匀加速直线运动。当小桶和回形针的
质量远小于小车质量时，可认为小车所受拉力等于小桶
和回形针的重力。若研究加速度与力的关系，则保持小
车质量不变，通过改变小桶内回形针的数量来改变小车
所受拉力；若研究加速度与质量的关系，则保持小桶内
回形针的数量不变，通过改变小车中的钩码质量来改变
小车的质量
实验目的：
实验原理：
③测量计算a
打点计时器
纸带
带滑轮的长木板
（固定打点计时器的夹子）
①测量M
天平、
砝码
改变小车质量需要：
钩码
平衡摩擦力需要：
小木块
②改变拉力F
回形针
（导线）
小桶、
（50g）
需要：
需要：
需要：
刻度尺
2. 实验仪器
①测量质量：
小车
小桶
30个回形针的总质量
钩码
（50g不用测）
②安装：
打点计时器 、
小车、
（夹子）
纸带、
③平衡摩擦力：
垫小木块
打点均匀
（此时不挂细绳和小桶）
④M一定，探究a与F关系：
⑤F一定，探究a与M关系：
加钩码
细线、
（空桶）
（数据重合）
不加钩码
空桶
加回形针
算出每个回形针的质量
×10个、
?
×20个、
?
×30个、
?
×1个、
?
×2个、
?
×3个、
?
×40个
?
×4个
?
3. 实验步骤 + 注意事项
小桶
加速度的测量
方法三：已知气垫导轨上两光电门之间的距离x，用光电门测出通过
每个光电门时的瞬时速度，根据2ax = v22 – v12求加速度a
方法一：利用打点计时器，根据“逐差法”
方法二：两个做初速度为0的匀变速直线运动的物体的运动时间t相等，
位移之比即为加速度之比：????????????????=???????????????? （????=????????????????????）
?
需要阻力补偿
M一定时，探究a与F的关系
F一定时，探究a与M的关系
实验次数
加速度a（m/s2）
小车受力
F（N）
1
2
3
4
5
实验次数
加速度a（m/s2）
小车质量
M（kg）
1
2
3
4
5
4. 数据处理
= mg
化曲为直
图像法
a
F
O
a
M
O
????????
?
4. 数据处理
a
????????
?
O
1. 系统误差：
解决办法：
2. 偶然误差：
5. 误差 + 结论
结论？
实验中用回形针和小桶的重力mg代替小车所受的拉力，
而实际上小车所受的拉力要略小于回形针和小桶的重力
使回形针和小桶的总质量远小于小车的质量
同学们，下课！
第2节 探究加速度与力、质量的关系
a = 0
a ≠ 0
F = 0
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，
F ≠ 0
除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
运动状态改变
v改变
牛顿第一定律：
力（F）
物体的运动运动状态发生改变
速度发生改变
①大小变
②方向变
③大小方向都变
加速度（a）
（因）
（果）
猜想？
①力F
②质量m
产 生
决定 因素
指
具有
指
牛顿第一定律：
F越大
相等时间t内
速度变化量Δv大
m越小
速度变化量Δv大
????=????????????
?
大
相等时间t内
力（F）
物体的运动运动状态发生改变
速度发生改变
①大小变
②方向变
③大小方向都变
加速度（a）
（因）
（果）
猜想？
①力F
②质量m
产 生
决定 因素
指
具有
指
牛顿第一定律：
a
a
思考1：a与F、m有什么定量的关系？
????∝????？或????∝????????？
?
????∝????????？或????∝????????????？
?
1. 猜想与假设
思考2：如何探究a与F、m三个变量之间的关系？
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
控制变量法
2. 研究方法
3. 设计方案
M
用天平测出小车的质量M
桶和回形针的总重力mg
当作绳对小车的拉力
由此造成的误差属于
系统误差还是偶然误差？
m
mg
F
F
如何测a?
用打出的纸带计算出小车的加速度a
打点计时器
F
合
M
（恒力）
m<
①若静止：
F = mg
②放开小车：
F ≠ mg
如何解决阻力的测量问题？
①消除阻力
M
m
mg
F
F
打点计时器
Ff
3. 设计方案
气垫导轨
①消除阻力
②抵消阻力
如何解决阻力的测量问题？
M
m
mg
F
F
打点计时器
Ff
3. 设计方案
①消除阻力
②抵消阻力
Mg
FN
Ff
G2
G1=Mgsinθ
阻力补偿法
阻力Ff与重力沿斜面向下的分力G1相抵消:
怎么操作？？？
Mgsinθ = μMgcosθ
μ = tanθ
增加小车上的质量，需要重新平衡摩擦力吗？
不挂细绳和小桶
3. 设计方案
实验五步曲
1. 实验目的 + 原理
2. 实验仪器
3. 实验步骤 + 注意事项
4. 数据处理
5. 误差 + 结论
1. 实验目的 + 原理
研究物体的加速度与力、质量的关系，运用图像法处理
实验数据
在细线末端挂上小桶并放入回形针，通过细线对小车施
加拉力，使小车做匀加速直线运动。当小桶和回形针的
质量远小于小车质量时，可认为小车所受拉力等于小桶
和回形针的重力。若研究加速度与力的关系，则保持小
车质量不变，通过改变小桶内回形针的数量来改变小车
所受拉力；若研究加速度与质量的关系，则保持小桶内
回形针的数量不变，通过改变小车中的钩码质量来改变
小车的质量
实验目的：
实验原理：
③测量计算a
打点计时器
纸带
带滑轮的长木板
（固定打点计时器的夹子）
①测量M
天平、
砝码
改变小车质量需要：
钩码
平衡摩擦力需要：
小木块
②改变拉力F
回形针
（导线）
小桶、
（50g）
需要：
需要：
需要：
刻度尺
2. 实验仪器
①测量质量：
小车
小桶
30个回形针的总质量
钩码
（50g不用测）
②安装：
打点计时器 、
小车、
（夹子）
纸带、
③平衡摩擦力：
垫小木块
打点均匀
（此时不挂细绳和小桶）
④M一定，探究a与F关系：
⑤F一定，探究a与M关系：
加钩码
细线、
（空桶）
（数据重合）
不加钩码
空桶
加回形针
算出每个回形针的质量
×10个、
?
×20个、
?
×30个、
?
×1个、
?
×2个、
?
×3个、
?
×40个
?
×4个
?
3. 实验步骤 + 注意事项
小桶
加速度的测量
方法三：已知气垫导轨上两光电门之间的距离x，用光电门测出通过
每个光电门时的瞬时速度，根据2ax = v22 – v12求加速度a
方法一：利用打点计时器，根据“逐差法”
方法二：两个做初速度为0的匀变速直线运动的物体的运动时间t相等，
位移之比即为加速度之比：????????????????=???????????????? （????=????????????????????）
?
需要阻力补偿
M一定时，探究a与F的关系
F一定时，探究a与M的关系
实验次数
加速度a（m/s2）
小车受力
F（N）
1
2
3
4
5
实验次数
加速度a（m/s2）
小车质量
M（kg）
1
2
3
4
5
4. 数据处理
= mg
化曲为直
图像法
a
F
O
a
M
O
????????
?
4. 数据处理
a
????????
?
O
1. 系统误差：
解决办法：
2. 偶然误差：
5. 误差 + 结论
结论？
实验中用回形针和小桶的重力mg代替小车所受的拉力，
而实际上小车所受的拉力要略小于回形针和小桶的重力
使回形针和小桶的总质量远小于小车的质量
同学们，下课！