高中物理4.2實(shí)驗(yàn)探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系10課件新人教必修1

1、第四章 牛頓運(yùn)動定律,4.2 實(shí)驗(yàn):探究加速度 與力、質(zhì)量的關(guān)系,動力學(xué)的奠基者 英國科學(xué)家牛頓(1643-1727),牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。,溫故知新:,牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。,力是產(chǎn)生加速度的原因,感受實(shí)例,加速度a與力F有關(guān),感受實(shí)例,加速度a與質(zhì)量m有關(guān),F1賽車從0加速到時速100公里只需2.3秒,質(zhì)量是慣性大小的量度,物體的加速度a與所受到的合外力F、物體質(zhì)量m有怎樣的定量關(guān)系？,提出問題,研究方法： 保持m不變，研究a 與F的關(guān)系;

2、保持F不變，研究a與m的關(guān)系。,猜想與假設(shè),實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,思考：如何設(shè)計實(shí)驗(yàn)?,事實(shí)是不是這樣呢？,m一定， a F； F一定， a1/m。,明確幾個問題:,2.如何由實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論?,1.怎么設(shè)計這個實(shí)驗(yàn)?,1.測量哪些量?,2.怎么測量?,數(shù)據(jù)處理： m不變時，a與F關(guān)系； F不變時，a與m關(guān)系。,a、F、m,m：,a:,F:,天平,求出物體所 受的合力,實(shí)驗(yàn)設(shè)計: 參考方案一:用打點(diǎn)計時器探究,小車:,打點(diǎn)計時器:測量小車運(yùn)動過程中的加速度,鉤碼:重力提供拉力,研究對象,可用天平稱其質(zhì)量,合力F=?,G,FN,F,f,平衡摩擦力：,鉤碼重力近似等于繩子拉力，用以表示小車受到的合外力F,G,G1

3、,FN,f,G1平衡摩擦力f。,實(shí)驗(yàn)步驟:,1.用天平測出小車的質(zhì)量。,2.安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在小車上裝好紙帶，紙帶另一端穿 過計時器限位孔，調(diào)整木板傾斜程度，平衡摩擦力。,3.控制小車質(zhì)量不變，用細(xì)線將鉤碼與小車相連（鉤碼 質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量），打開打點(diǎn)計時器，釋放小車， 測出一組數(shù)據(jù)。,4.改變鉤碼質(zhì)量，多測幾組數(shù)據(jù)。,5.控制鉤碼質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量，再測幾組數(shù)據(jù)。,演示實(shí)驗(yàn)：探究加速度a與力F的關(guān)系,Excel數(shù)據(jù)處理,數(shù)據(jù)采集與處理,演示實(shí)驗(yàn)：探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系,Excel數(shù)據(jù)處理,數(shù)據(jù)采集與處理,實(shí)驗(yàn)結(jié)論：,m一定時，aF,F一定時，a1/m,實(shí)驗(yàn)設(shè)計二：,設(shè)計對比實(shí)驗(yàn),設(shè)

4、計方案,保持小車 質(zhì)量不變,不變 保持力,光電門,數(shù)字計時器,拓展探究,參考方案三:利用氣墊導(dǎo)軌來探究,課堂小結(jié),本節(jié)課以實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，采用控制變量法進(jìn)行研究，根據(jù)已掌握的物理知識設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，探索物理規(guī)律是物理學(xué)研究的重要方法。,1關(guān)于“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，下列說法中符合實(shí)際的是 () A通過同時改變小車的質(zhì)量m及受到的拉力F的研究，能歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系 B通過保持小車質(zhì)量不變，只改變小車的拉力的研究，就可以歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系 C通過保持小車受力不變，只改變小車質(zhì)量的研究，就可以得出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系 D先不改變小車質(zhì)量，研究加速

5、度與力的關(guān)系；再不改變受力，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系,課堂練習(xí),2、在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時， 某學(xué)生將實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示安裝，準(zhǔn)備接通電源后開始做實(shí)驗(yàn)，但他的裝置圖中有兩個明顯的錯誤，請你指出來：,（1）,（2）,沒有平衡摩擦力,打點(diǎn)計時器應(yīng)使用低壓交流電源,3某同學(xué)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示：,(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖實(shí)49所示的坐標(biāo)中作出aF圖象；,(2)圖象的斜率的物理意義是_； (3)圖象(或延長線)與F軸的截距的物理意義是_； (4)小車和砝碼的總質(zhì)量為_ kg.,解析：(1)選取適當(dāng)?shù)臉?biāo)度，作出aF圖象如圖所示,(2)由FMa得aF/M ，可見圖象的斜率為小車和砝碼的總質(zhì)量的倒數(shù) (3)圖象與F軸的截距表示加速度恰好為零時的拉力，也即是小車受到的阻力，大小為0.1 N. (4)由圖可知圖線斜率k1(kg1)，由k 1/M可得