物理人教版（2019）必修第一册 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系（共24张ppt）

(共24张PPT)
探究加速度与力、质量的关系
提出猜想：
猜想1：加速度与力成正比
前面学过力与加速度之间的关系:
G=mg
猜想2：加速度与质量成反比
实验研究方法：控制变量法
设计实验：
需要测量的物理量有：加速度、力、质量。
加速度：
FN
F
G
阻力补偿
FN
F
G
探究加速度与力之间的关系
探究加速度与力之间的关系
平衡摩擦力
FN
G
Gy
Gx
小车在斜面上的分力Gx与摩擦力f相等
与质量无关
加速度的测量
测量点 AB BC CD DE …
距离 5.3cm 6.0cm 6.6cm 7.1cm …
时间T 0.1s 0.1s 0.1s 0.1s …
加速度a 逐差法：
A
B
C
D
E
实验纸带 a F
纸带一 0.57 m/s2 0.129 N
纸带二 1.00 m/s2 0.227 N
纸带三 1.43 m/s2 0.325 N
纸带四 1.86 m/s2 0.423 N
纸带五 2.29 m/s2 0.521 N
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
实验结论：当小车质量m不变时，小车的加速度a与它所受的合外力F成正比
a
F
探究加速度与质量之间的关系
探究加速度与质量之间的关系
计算出小车的加速度
实验纸带 加速度a
纸带一 1.13 m/s2
纸带二 0.93 m/s2
纸带三 0.79 m/s2
纸带四 0.69 m/s2
小车质量 = 空车质量 + 钩码质量
实验次数 m空车 m钩码 m
01 181g 50g 0.231Kg
02 181g 100g 0.281Kg
03 181g 150g 0.331Kg
04 181g 200g 0.381Kg
实验次数 a m
01 1.13 m/s2 0.231Kg
02 0.93 m/s2 0.281Kg
03 0.79 m/s2 0.331Kg
04 0.69 m/s2 0.381Kg
0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.2
0.6
0.8
1.0
1.2
0.4
结论：加速度a随质量m的增大而减小
m
a
实验次数 a 1/m
01 1.13 m/s2 4.33Kg
02 0.93 m/s2 3.56Kg
03 0.79 m/s2 3.02Kg
04 0.69 m/s2 2.63Kg
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0.2
0.6
0.8
1.0
1.2
0.4
结论：当小车所受合外力F不变时，小车的加速度a与它的质量m成反比
a
1/m
实验结论
物体的加速度与它所受的力成正比，与它的质量成反比。
注意事项：
1.整个实验平衡了摩擦力后，不管小车的质量或其受到的拉力发生怎样变化，都不需要重新平衡摩擦力。
2.每条纸带必须满足小车的质量大于槽码的质量的条件下打出，只有如此，槽码的重力才可视为小车受到的拉力。
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，再释放小车。
实验误差分析
1.测量误差
（1）质量测量，打点之间的测量
（2）长度测量时的估读
2.系统误差
小车实际受到的拉力要小于槽码的重力
3.操作误差
（1）拉小车的线不与木板平行
（2）平衡摩擦力不当造成的误差
平衡摩擦力过度
平衡摩擦力不足
a
a
F
1/m