4.2实验：探究加速度与力质量的关系 课件（共17张ppt）人教版（2019）必修第一册

(共17张PPT)
问题1：力和运动之间的关系是怎样的？
力是改变物体运动状态的原因
力是使物体产生加速度的原因
问题2：加速度的大小与哪些因素有关？
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
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
4.2 实验：
探究加速度与力、质量的关系
二、实验原理
控制变量法
1.探究加速度与力的关系时,保持小车 不变；
2.探究加速度与质量的关系时,保持小车所受的 不变；
质量
拉力
问题1：如何研究多个物理量之间的定量关系？
问题2：实验中如何测量
（1）小车所受到的拉力F
（2）小车运动的加速度a
一、实验目的
探究加速度与力和质量之间的定量关系
三、实验装置
小车、打点计时器、交流电源、纸带、一端附有定滑轮的长木板、细绳、槽码（或者钩码）、 、 。
天平
刻度尺
1.安装好实验装置，平衡好摩擦力。
2.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。
3.保证小车质量不变，改变钩码质量，多测几组数据。
四、实验步骤
注：将木板的一侧垫高，调整合适的倾斜程度，轻推一下小车，如果轻推一下小车，小车能在木板上近似的做匀速直线运动为止。
F/N
a/(m·s－2)
实验1.探究加速度与力之间的关系
4.保持小车所受拉力不变，改变小车的质量，测量小车的加速度。
M
a/(m·s－2)
实验2.探究加速度与质量之间的关系
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
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
五、数据处理
实验1.探究加速度a与力F之间的关系
结论：小车质量m一定时，a与F成正比。
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
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
实验2.
探究加速度与质量之间的关系
五、数据处理
结论：拉力一定时，a与m成反比。
提升：其他实验方案
典型例题 1.在保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于补偿阻力时操作不当，两位同学得到的a－F关系图像分别如图甲、乙所示(a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)，其原因分别是：
甲图： ；
乙图： .
木板的倾角过大(补偿阻力过度)
没有补偿阻力或补偿阻力不足
五、误差分析
典型例题2.（多选）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A.在补偿阻力时，应将槽码通过定滑轮用细绳拴在小车上
B.连接槽码和小车的细绳应与长木板平行
C.补偿阻力后，长木板的位置不能移动，每次改变小车质量时，应重新补偿阻力
D.小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源，再释放小车
BD
典型例题3.（多选）如图所示的实验中，通过位移的测量来代替加速度的测量，即 用这种替代成立的操作要求是（ ）
A.实验前必须先补偿阻力
B.必须保证两小车的运动时间相等
C.两小车都必须从静止开始做匀加
速直线运动
D.小车所受的水平拉力大小可以认为
是砝码(包括小盘)的重力大小
BC
典型例题4.在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码的总质量用M表示，盘及盘中的砝码的总质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上打点计时器打出的点计算出.
(1)当M与m的大小关系满足 时，才可以认为细线对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的总重力.
m M
典型例题4.(2)一组同学在保持盘及盘中的砝码质量一定的情况下，探究加速度与小车质量的关系，以下做法正确的是 .
A. 补偿阻力，应将盘及盘中的砝码用细线绕过定滑轮系在小车上
B. 每次改变小车的质量时，不需要重新补偿阻力
C. 实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源
B
光电门
数字计时器
拓展探究