實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

1、關(guān)于實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系第1頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三 1、探究加速度與力的關(guān)系 2、探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系 3、掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法教學(xué)目標(biāo)第2頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三復(fù)習(xí)回顧1、牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)為止。2、慣性體現(xiàn)物體運動狀態(tài)改變的難易程度，其大小由什么決定？ 物體的質(zhì)量是慣性大小的唯一量度。質(zhì)量越大，運動狀態(tài)越不容易改變。第3頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三賽 車第4頁，共29頁，2022年，5月20日，22

2、點19分，星期三思考：1、物體的加速度a可能和哪些因素有關(guān)?MFmFMm結(jié)論：當(dāng)力一定時，物體的加速度隨著質(zhì)量的增大而減小。第5頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三MF1MF2F1F2結(jié)論：當(dāng)物體質(zhì)量一定時，物體的加速度隨著力的增大而增大。第6頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三2、加速度a與力F 、質(zhì)量m存在怎樣的定量關(guān)系呢?m一定， a F； F一定， a1/m。假設(shè)和猜想：第7頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三一、確定研究方法應(yīng)該采用什么樣的物理方法來研究a與F、m的定量關(guān)系呢?保持m不變，研究a與F的關(guān)系; 保持F不變

3、，研究a與m的關(guān)系。研究方法：控制變量法第8頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三二、實驗設(shè)計實驗器材:打點計時器、紙帶及復(fù)寫紙、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤和砝碼、細(xì)繩、低壓交流電源、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺。第9頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三研究對象，可用天平測出其質(zhì)量M鉤碼的質(zhì)量m，其總重力G當(dāng)作小車受到的拉力F從打點計時器打出的紙帶計算出小車的加速度a1、怎樣測小車所受到的拉力？2、怎樣消除小車受到的摩擦力影響？當(dāng)鉤碼質(zhì)量m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M時,即m M，可認(rèn)為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.平衡摩擦力第

4、10頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三GG1FNfG1=f. 將木板適當(dāng)傾斜（墊上薄木塊），使小車在不受拉力作用時（不掛鉤碼，但要連接紙帶）能拖著紙帶在木板上近似做勻速直線運動.實驗條件：平衡摩擦力的方法： 當(dāng)鉤碼質(zhì)量m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M,即m M時，可認(rèn)為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思考：平衡摩擦力f后。如果僅改變小車的質(zhì)量，還需要再次平 衡摩擦力嗎？第11頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三實驗步驟:1.用天平測出小車的質(zhì)量M;2.安裝好實驗裝置，在小車上裝好紙帶（不掛鉤碼），紙帶另一端穿過計時器限位孔，調(diào)整木板傾斜程

5、度，直到小車拖著紙帶做勻速直線運動，從而平衡摩擦力;3.控制小車質(zhì)量不變，用細(xì)線將鉤碼與小車相連，打開打點計時器，釋放小車，測出一組數(shù)據(jù);4.改變鉤碼質(zhì)量m（鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(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（不需再平衡摩擦力），再測幾組數(shù)據(jù).第12頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三F/ Na/ms -20.150.300.450.600.75 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.56、數(shù)據(jù)處理當(dāng)小車質(zhì)量不變時次數(shù)F/Na/m s -2123450.10 0.1460.20 0.3020.30 0.4280.40 0.5920.50 0.75

6、1如何更直觀地處理數(shù)據(jù)？第13頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三m/ kga/ms -20.20.40.60.81.00 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2次數(shù)m/kga/m.s -212345/kg -12.502.001.331.000.83a/ms -20.20.40.60.81.00 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 /kg -1m10.400 0.8610.500 0.6920.750 0.4701.000 0.3521.200 0.290當(dāng)拉力不變時m1怎樣化曲線為直線？第14頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三注 意

7、 事 項 (1)在本實驗中，必須平衡摩擦力，方法是將長木板的一端墊起，而墊起的位置要恰當(dāng)在位置確定以后，不能再更換傾角(2)改變m和M的大小時，每次小車開始釋放時應(yīng)盡量靠近打點計時器，而且先通電再放小車(3)作圖時，要使盡量多的點在直線上，不在直線上的點應(yīng)對稱分布在直線的兩側(cè)，誤差較大的舍去. 注意：如果采用氣墊導(dǎo)軌，則不需平衡摩擦力；如果有力傳感器等可以直接測出細(xì)線拉力的裝置，不需滿足m M的條件.第15頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三其他設(shè)計方案以小車、一端帶滑輪的長木板、粗線、砝碼、鉤碼、天平、刻度尺、寬口夾子為實驗器材，研究小車的運動。第16頁，共29頁，20

8、22年，5月20日，22點19分，星期三第17頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三第18頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三光電門1光電門2擋光板xX/t參考方案三:利用氣墊導(dǎo)軌來探究第19頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三20光電門數(shù)字計時器氣墊導(dǎo)軌第20頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三例題：實驗后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了aF關(guān)系圖線如圖甲、乙所示；請分析其原因各是什么？甲乙沒加拉力就產(chǎn)生了加速度，說明導(dǎo)軌有定滑輪的一端低，另一端高，即平衡摩擦力時導(dǎo)軌與水平面的夾角太大。當(dāng)加一定的拉力后，還沒產(chǎn)生加速度，

9、說明有較大的摩擦力影響，說明還沒有平衡摩擦力或是平衡摩擦力不足。第21頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三1按實驗要求裝置好器材后，應(yīng)按一定步驟進(jìn)行實驗，下列操作步驟的安排順序不盡合理，請按合理的順序?qū)⒆帜复柼顚懺谙旅鏅M線上_A保持砂桶里砂子的質(zhì)量不變，在小車?yán)锛禹来a，測出加速度，重復(fù)幾次B保持小車質(zhì)量不變，改變砂桶里砂子的質(zhì)量，測出加速度，重復(fù)幾次DCEBAGF 第22頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三C用天平測出小車和小桶的質(zhì)量D平衡摩擦力，使小車近似做勻速直線運動E掛上小桶，放進(jìn)砂子，接通打點計時器的電源，放開小車，在紙帶上打下一系列的點F

10、根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，分別畫出a-F和a-m圖象G在每條已打點的紙帶上，選取比較理想的部分，算出加速度第23頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三2如圖是某些同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖象，下列說法中正確的是 ( )A形成圖甲的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大B形成圖乙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小C形成圖丙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大D形成圖丁的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小AD第24頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三3關(guān)于力和運動的關(guān)系,下列說法中正確的是 ( ) A.物體的速度不斷增大,表示物體必受力的作用B.物體的位移不斷增大,表示物體必受

11、力的作用C.物體朝什么方向運動,則這個方向上物體必受力的作用D.物體的速度大小不變,則其所受的合力必為零A第25頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三4、某次實驗用打點計時器交流電的頻率為50Hz，紙帶的記錄如圖4-2-9所示，圖中前幾個點模糊，因此從A點開始每打五個點取一個計數(shù)點，其中B、C、D、E點的對應(yīng)速度vB= m/s, vC= m/s, vD= m/s, vE= m/s，由此測得小車的加速度a= m/s20.2530.328 0.403 0.478 0.75 第26頁，共29頁，2022年，5月20日，22點19分，星期三5圖為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中用打點計時器打出的一條較理想的紙帶，紙帶上A、B、C、D、E、F、G為七個相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1 s，各計數(shù)點間距離如圖中所示，單