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19张ppt）

(共19张PPT)
第四章 运动和力的关系
第2节　实验：探究加速度与力、质量的关系
学习目标
物体运动状态发生改变
速度发生了改变
产生了加速度
与力和质量有关
是否有关？
课堂引入
加速度与力、质量之间有什么样的定量关系呢？
一、实验思路——控制变量法
二、物理量的测量
1.质量的测量：用______测量，在小车中__________的数量，可改变小车的质量。
2.加速度的测量
方法2：利用打点计时器打出的纸带测量小车的加速度a。
“逐差法”求解加速度
Δx＝aT2，xm－xn＝(m－n)aT2(m＞n)
天平
增减钩码
刻度尺
秒表
3.力的测量
把木板的一侧垫高，以平衡小车受到的阻力，小车所受的拉力近似等于槽码所受的总重力。
三、实验器材
电磁打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、垫木、槽码、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。
1.用天平测出小车的质量。
2.安装好实验装置，平衡摩擦力。
3.把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂槽码，将车拉到打点计时器附近。
4.先打开计时器电源，再释放小车，得到纸带，并记下钩码重量。
5.改变槽码的重量，重复以上的步骤几次。
6.控制槽码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。
7.设计表格，记录实验数据。
四、实验步骤
五、数据处理
1.分析加速度和力的关系
依据表格1，以加速度a为纵坐标，外力F为横坐标，作出a－F关系图像，如图所示，由此得出结论。
表格1(小车的质量一定，加速度与受力的关系)
实验次数 加速度a/(m·s－2) 小车受力F/N
1
2
3
4
…
表格2(小车受到的外力一定，加速度与质量的关系)
实验次数 加速度a/(m·s－2) 小车与钩码总质量m/kg 小车与钩码总质量的倒数m(1)/kg－1
1
2
3
4
…
2.分析加速度和质量的关系
3.实验结论
(1)保持小车质量不变时，小车的加速度a与所受合力F成正比。
(2)合力F不变时，小车的加速度a与其质量m成反比。
依据表格2，以加速度a为纵坐标，以小车及钩码的总质量m或为横坐标作出a－m或a－关系图像，如图所示，说明加速度与质量m成反比。
六、注意事项
1.打点前小车应靠近打点计时器且应先接通电源，后释放小车。
2.在平衡阻力时，不要悬挂槽码，但小车应连着纸带且接通电源。用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡。
3.改变槽码的质量过程中，要始终保证槽码的质量远小于小车的质量。
4.作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能的对称分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去。
实验视频
（注意：这里的力指的是物体所受的合外力）
1. m一定，加速度a与F的定量关系：
2. F一定，加速度a与m的定量关系:
实验结论
加速度与力、质量之间的关系：
1. 利用气垫导轨探究
创新方案
不需要平衡摩擦力
弹簧测力计的示数的两倍就等于小车所受到的拉力
2. 利用弹簧测力计(水平悬挂)探究
创新方案
弹簧测力计的示数就是小车所受到的拉力
3. 利用弹簧测力计(竖直悬挂)探究
创新方案
力传感器示数的两倍就等于小车所受到的拉力
4. 利用力传感器探究
创新方案