4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 课件 人教版（2019）必修第一册(共17张PPT)
文档属性
| 名称 | 4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 课件 人教版（2019）必修第一册(共17张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 491.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-05-20 21:49:24 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
4.2
实验：探究加速度与力、质量的关系
艾萨克·牛顿爵士（1643年1月4日—1727年3月31日），物理学家、数学家、科学家和哲学家，同时是英国当时炼金术热衷者。他在1687年7月5日发表的《自然哲学的数学原理》里提出的万有引力定律以及他的牛顿运动定律是经典力学的基石。牛顿还和莱布尼茨各自独立地发明了微积分。他总共留下了50多万字的炼金术手稿和100多万字的神学手稿。
什么是物体运动状态的改变？根据牛顿第一定律，物体运动状态改变的原因是什么？
复习思考：
物体运动状态的改变指的是物体的速度发生了变化
力是改变物体运动状态的原因
力
运动状态变化
速度变化
产生加速度
力是产生加速度的原因
比赛用汽车
一般用汽车
启动快
启动慢
质量一定时，受力越大，其加速度越大。
复习思考：
牛顿第一定律也叫惯性定律，惯性：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态。质量是惯性的唯一量度。
空车
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。
一、实验目的
定量分析a、F合、m的关系。
二、实验原理
控制变量法
（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。
三、实验设计
小车为研究对象，可用天平称其质量M；
打点计时器：测量小车运动过程中的加速度a；
砝码盘和砝码：重力mg提供拉力；
合力F=
G
FN
T
f
三、实验设计
平衡摩擦力：
G
FN
f
G1
G1平衡摩擦力f。
小车为研究对象，可用天平称其质量M；
打点计时器：测量小车运动过程中的加速度a；
砝码盘和砝码：重力mg提供拉力。当M＞＞m时，可近似认为小车所受的拉力F等于mg。
四、实验步骤
1．用天平测出小车M、砝码和砝码盘的总质量m，把数据记录下来；
2．安装好实验装置，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力；
3．控制小车质量不变，用细线将砝码盘与小车相连（砝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．改变砝码盘内砝码个数，多测几组数据；
5．保持砝码盘内砝码个数不变，改变小车质量，再测几组数据。
五、数据处理
1．实验数据的记录处理：M一定，a与F关系
次数 F(N) a(m/s2)
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
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
结论：M一定时， a∝F
五、数据处理
2．实验数据的记录处理：F一定，a与 M的关系
次数 M/kg a/m ·s -2
1 0.400 0.861
2 0.500 0.692
3 0.750 0.470
4 1.000 0.352
5 1.200 0.290
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
五、数据处理
2．实验数据的记录处理：F一定，a与 M的关系
次数 M/kg a/m ·s -2
1 0.400 0.861
2 0.500 0.692
3 0.750 0.470
4 1.000 0.352
5 1.200 0.290
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
1/M
kg -1
2.50
2.00
1.33
1.00
0.83
五、数据处理
2．实验数据的记录处理：F一定，a与 M的关系
次数 M/kg a/m ·s -2
1 0.400 0.861
2 0.500 0.692
3 0.750 0.470
4 1.000 0.352
5 1.200 0.290
1/M
kg -1
2.50
2.00
1.33
1.00
0.83
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
/kg -1
M
1
结论：F一定时，a∝1/M
六、实验结论
（1）M一定时， a∝F
（2）F一定时，a∝1/M
七、注意事项
1．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；
不连接砝码
实验过程中，会改变小车质量，此时不需要再次平衡摩擦力。
调节长木板倾角，当打出的纸带点迹均匀说明恰好平衡f。
七、注意事项
2．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．只有这样，小车受到的拉力才可视为等于小盘和砝码的总重力；
3．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；
4．连接小车与砝码盘的细线应该与斜面平行；
七、注意事项
5．若实验图像出现以下情况：
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
（1）平衡摩擦力时，倾角过大，还没有加砝码，小车就已经有加速度；
（2）平衡摩擦力时，倾角过小（或忘记平衡f），加砝码，小车仍然没有加速度；
八、其他实验方案
M一定时：
F一定时：
4.2
实验：探究加速度与力、质量的关系
艾萨克·牛顿爵士（1643年1月4日—1727年3月31日），物理学家、数学家、科学家和哲学家，同时是英国当时炼金术热衷者。他在1687年7月5日发表的《自然哲学的数学原理》里提出的万有引力定律以及他的牛顿运动定律是经典力学的基石。牛顿还和莱布尼茨各自独立地发明了微积分。他总共留下了50多万字的炼金术手稿和100多万字的神学手稿。
什么是物体运动状态的改变？根据牛顿第一定律，物体运动状态改变的原因是什么？
复习思考：
物体运动状态的改变指的是物体的速度发生了变化
力是改变物体运动状态的原因
力
运动状态变化
速度变化
产生加速度
力是产生加速度的原因
比赛用汽车
一般用汽车
启动快
启动慢
质量一定时，受力越大，其加速度越大。
复习思考：
牛顿第一定律也叫惯性定律，惯性：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态。质量是惯性的唯一量度。
空车
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。
一、实验目的
定量分析a、F合、m的关系。
二、实验原理
控制变量法
（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。
三、实验设计
小车为研究对象，可用天平称其质量M；
打点计时器：测量小车运动过程中的加速度a；
砝码盘和砝码：重力mg提供拉力；
合力F=
G
FN
T
f
三、实验设计
平衡摩擦力：
G
FN
f
G1
G1平衡摩擦力f。
小车为研究对象，可用天平称其质量M；
打点计时器：测量小车运动过程中的加速度a；
砝码盘和砝码：重力mg提供拉力。当M＞＞m时，可近似认为小车所受的拉力F等于mg。
四、实验步骤
1．用天平测出小车M、砝码和砝码盘的总质量m，把数据记录下来；
2．安装好实验装置，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力；
3．控制小车质量不变，用细线将砝码盘与小车相连（砝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．改变砝码盘内砝码个数，多测几组数据；
5．保持砝码盘内砝码个数不变，改变小车质量，再测几组数据。
五、数据处理
1．实验数据的记录处理：M一定，a与F关系
次数 F(N) a(m/s2)
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
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
结论：M一定时， a∝F
五、数据处理
2．实验数据的记录处理：F一定，a与 M的关系
次数 M/kg a/m ·s -2
1 0.400 0.861
2 0.500 0.692
3 0.750 0.470
4 1.000 0.352
5 1.200 0.290
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
五、数据处理
2．实验数据的记录处理：F一定，a与 M的关系
次数 M/kg a/m ·s -2
1 0.400 0.861
2 0.500 0.692
3 0.750 0.470
4 1.000 0.352
5 1.200 0.290
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
1/M
kg -1
2.50
2.00
1.33
1.00
0.83
五、数据处理
2．实验数据的记录处理：F一定，a与 M的关系
次数 M/kg a/m ·s -2
1 0.400 0.861
2 0.500 0.692
3 0.750 0.470
4 1.000 0.352
5 1.200 0.290
1/M
kg -1
2.50
2.00
1.33
1.00
0.83
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
/kg -1
M
1
结论：F一定时，a∝1/M
六、实验结论
（1）M一定时， a∝F
（2）F一定时，a∝1/M
七、注意事项
1．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；
不连接砝码
实验过程中，会改变小车质量，此时不需要再次平衡摩擦力。
调节长木板倾角，当打出的纸带点迹均匀说明恰好平衡f。
七、注意事项
2．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．只有这样，小车受到的拉力才可视为等于小盘和砝码的总重力；
3．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；
4．连接小车与砝码盘的细线应该与斜面平行；
七、注意事项
5．若实验图像出现以下情况：
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
（1）平衡摩擦力时，倾角过大，还没有加砝码，小车就已经有加速度；
（2）平衡摩擦力时，倾角过小（或忘记平衡f），加砝码，小车仍然没有加速度；
八、其他实验方案
M一定时：
F一定时：