2014年秋高中物理必修一（新人教版）：第四章第2节探究加速度与力、质量的关系课件1

课件19张PPT。探究加速度与力、质量的关系学习目标：
1.学会用控制变量法探究物理规律。
2.学会由实验结果得出结论。
3.探究加速度与力、质量的关系。第2节重点
1.控制变量法的使用。
2.如何提出实验方案并使实验方案合理可行。
3.实验数据的分析与处理。
难点
1.如何提出实验方案并使实验方案合理可行。
2.实验数据的分析与处理。重点难点提出问题一、加速度与力的关系阅读教材第71~72页“加速度与力的关系”,回答以下两个问题:
(1)实验的基本思路是什么?
(2)阐述实验数据的分析方法。
点拨:(1)实验的基本思路:保持物体的质量不变,测量不同力作用下的加速度,分析加速度与力的关系。(2)实验数据的分析:根据定性分析判断结果:力越大,加速度越大,猜测a∝F。
①设计如下表格:②建立坐标系(如图所示)。
③描点:根据表中数据,在a-F坐标系中描点。
④连线:用平滑的线将描出的点连接起来。
⑤分析:通过得到的图线,分析a与F的关系。实验发现a-F图像是一条过原点的直线。提出问题二、加速度与质量的关系?①设计如下表格:②建立坐标系(如图)。?提出问题三、制定实验方案的几个问题
?三、制定实验方案时的几个问题提出问题?三、制定实验方案时的几个问题提出问题3.我们采用通过滑轮用钩码拉车的办法给小车提供拉力,但是钩码所受的重力并不等于细线对小车的拉力,在什么条件下钩码所受的重力才近似等于小车的拉力?
点拨:在钩码质量远小于小车质量的条件下,钩码的重力大小才近似等于小车所受的拉力。(至于为什么,以后再讨论)
4.小车在运动时还受到木板对它的滑动摩擦力,那么如何“消除”滑动摩擦力,使物体所受的拉力尽可能接近钩码的重力呢?
点拨:平衡摩擦力。方法是将木板一端垫高,让小车在长木板上能匀速运动。四、怎样由实验结果得出结论提出问题?典型例题例1 某同学在探究牛顿第二定律的实验中,在物体所受合外力不变时,改变物体的质量,得到的数据如下表所示。?甲乙?解析:(1)采用描点法作图。先根据表格中每组数据,在坐标轴上描点。再用平滑的曲线将点拟合起来如图甲和乙所示。(2)由a-m图像,可知在物体受合外力不变时,物体的质量越大,它的加速度越小。
在物体受合外力不变时,物体的加速度与质量的倒数成正比,即加速度与质量成反比。
答案:(1)图像如图所示。(2)在物体受合外力不变时,物体的质量越大,它的加速度越小 在物体受合外力不变时,物体的加速度与质量的倒数成正比,即加速度与质量成反比
甲乙典型例题例2 (2014·新课标卷Ⅰ高考)某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图(b)所示。实验中小车(含发射器)的质量为200 g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题:(1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成 (选填“线性”或“非线性”)关系。
(2)由图(b)可知,a?-m图线不经过原点,可能的原因是 。
(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是 ,钩码的质量应满足的条件是 。解析:这是探究牛顿第二定律的实验,即(2)是探究小车加速度与钩码质量的关系,所以该实验必须平衡摩擦力,并且要保证钩码的质量远小于小车的质量。
(1)由图像可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系。
(2)a-m图线不经过原点,在m轴上有截距,即挂上小钩码后小车加速度仍为零,可能的原因是存在摩擦力。
(3)本实验直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则应采取的措施是调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力,钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量。
答案:(1)非线性 (2)存在摩擦力 (3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车的质量巩固练习1.在采用如图所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系时，按实验要求安装好器材后，应按一定的步骤进行实验，下列给出供选择的操作步骤：
A.保持小盘和重物的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次
B.保持小车质量不变，改变小盘中重物的质量，测出加速度，重复几次
C.用天平测出小车、小盘和重物的质量
D.在长木板没有定滑轮的一端垫上厚度合适的垫木，平衡摩擦力
E.根据测出的数据，分别画出加速度和力的关系图线及加速度和质量的倒数关系图线
F.用秒表测出小车运动的时间
G.将放有重物的小盘用细线通过定滑轮系到小车上，接通电源，释放小车，在纸带上打出一系列的点
以上步骤中，不必要的步骤是 ，正确步骤的合理顺序是 。答案：F DCGBAE巩固练习2. (多选)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关于平衡摩擦力的说法中正确的是（ BCD ）
A.“平衡摩擦力”的本质就是想法让小车受到的摩擦力为0
B.“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力的下滑分力与所受到的摩擦阻力相平衡
C.“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂重物通过细绳对小车施加的拉力
D.“平衡摩擦力”是否成功，可由小车拖动而由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀而确定巩固练习?巩固练习4.在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,计算出各纸带的加速度后,将测得的反映加速度a和力F关系的有关资料记录在表1中。将测得的反映加速度a和质量m关系的有关资料记录在表2中。?布置作业
完成[课时学案]中交流讨论的内容