2018高中物理专题4.2实验：探究加速度与力、质量的关系同步课件新人教版必修1:30张PPT

课件30张PPT。第四章 牛顿运动定律学习目标
1、能运用基本的测量方法测量加速度大小，并进行实际操作.
2、通过探究认识到加速度与外力和质量有关，并能与生活中的经验相联系.
3、对影响加速度大小的因素进行合理的假设和判断，得出自己的结论.
4、理解加速度与物体受到的合外力、物体质量的定量关系. 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？ 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复习思考物体的加速度a 可能和哪些因素有关？
F1 定量分析a与F、m的关系2、研究方法： 控制变量法A、m一定时，a与F的定量关系B、F一定时，a与m的定量关系问题1：怎样测量加速度？问题2：如何才能给小车提供一个恒定合外力？3、如何测量用打点计时器(在原有知识上引出实验方案)
用打点计时器测加速度的方法和公式是什么？方案一：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平为器材，研究小车运动.钩码的总重力G当作小车受到的拉力F从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a用天平测出小车的质量M4、实验装置方案评估：在实验方案中有什么问题需要改进? 如何改进?★平衡摩擦力：将木板的一端适当垫高，不挂托盘，给小车一定的初速度，小车拖动纸带运动，打点计时器在纸带上打点，观察点距是否相等.
★ m << M时，细绳对小车的拉力近似等于托盘和砝码的总重量0.10 0.1460.20 0.3020.30 0.4280.40 0.5920.50 0.751如何更直观地处理数据？5、数据处理结论： a ∝ F结论：
a ∝ 1/m（注意：这里的力指的是物体所受的合外力）6、实验结论方案二：以小车、一端带滑轮的长木板、粗线、砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口夹子为实验器材，研究小车的运动.注意：只有当盘和砝码的质量要比小车的质量小得多时，小车所受细绳的拉力才近似等于盘和砝码的总重力.二、其它方案实验方案二原理由于两小同时启动、同时停止，故运动时间相同Fa加速度与力关系M2 / M1M1 / M2a加速度与质量关系你是否还有其他的探究方案？利用气垫导轨来探究加速度与力、质量的关系例1、甲、乙两同学在“探究加速度与合外力F的关系”时，分别得到如图所示的图象，说明两位同学做实验时的哪一个物理量取值始终不同？并比较其大小． 课堂练习图中在力F相同时，甲、乙图线中较大斜率的乙图线对应加速度大，说明其状态易改变，即质量小. 可见，乙、丙两位同学实验用小车总质量不同，且m甲＜m乙例2、某同学根据测量数据画出a-F、a-M图线，表明实验中的问题是？没有平衡
掉摩擦力平衡摩擦
力过度未满足
M>>m例1、如图一个木块正在倾角为θ为的三角斜面上匀速下滑，试求斜面的动摩擦因数.问2：如果此时给物体加上一个沿斜面向下的力F，那物体现在受到的合外力是多少？ 本节课我们用了一种方法、研究了两个关系、解决了两个问题、得到了两个结论.
一种方法：控制变量法
两个关系：加速度与力关系、加速度与质量关系
两个问题：加速度测量问题、力的测量问题
两个结论：加速度与力正比、加速度与质量反比1、实验的研究方法 —— 控制变量法
2、实验的注意事项
⑴ 平衡摩擦力 ⑵ m << M
3、数据的处理方法 —— 图象法
要点：设法使图线成一条(过原点的)直线
4、实验结论
⑴ 质量一定时，加速度与力的大小成正比
⑵ 力的大小一定时，加速度与质量成反比小 结实验反思 本实验中，我们认为细线对小车的拉力等于托盘和砝码的总重量。
⑴ 请根据力和运动的关系分析，小车的拉力等于托盘和砝码的总重量的条件是什么?
答：托盘和砝码处于静止或匀速直线运动状态
当托盘向下加速运动时，拉力 F＜mg
⑵ 怎样才能使小车的拉力近似等于托盘和砝码的总重量?
答：加速度越大，拉力 F与mg相差越大
托盘和砝码的质量m远小于小车的质量M1.钩码的总重力G与小车受到的拉力F大小相等吗？不等于！因为钩码向下加速，所以绳子的拉力小于钩码的重力.因此小车受到的拉力F略小于钩码的总重力G.
解决方法：钩码改用砂桶，使砂桶质量远小于小车质量. 问题思考当砝码质量比小车质量小得多时（≤1/6），绳子的拉力近似等于砝码的重力，即小车受到合外力近似等于砝码的重力.2.什么情况下钩码重力可以近似等于绳子拉力即小车所受的合外力？ 小车受到的拉力F略大于小车受到的合力.
解决方法：平衡摩擦力.3. 小车受到的拉力F等于小车受到的合力吗？ 将长木板倾斜一定角度θ，θ应该等于arctanu ，此时物体在斜面上受到的合外力为0。
做实验时肯定无法这么准确：
①只要把木板倾斜到物体在斜面上大致能够匀速
下滑（可以根据纸带上的点来判断）；
②做实验前不挂重物，
③小车连上纸带且打点计时器要工作状态。分析：
M: T=Ma (1) m: mg-T=ma (2)
由（1） 、(2) 可得：
T=mg/(1+m/M) (3)
由（3）式可知，只有 m<