【物理】實驗：探究加速度與力、質量的關系 課件-2023-2024學年高一上學期物理人教版（2019）必修第一冊

第二節(jié)：探究加速度與力、質量的關系學習目標2.經歷探究加速度與力、質量的關系的設計過程，會選擇合理的實驗方案進行探究實驗。3.經歷用圖像處理數據的過程，從圖像中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，強化收集信息、獲取證據的能力。1.經歷實驗操作和測量的過程，體會探究過程的科學性和嚴謹性，養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度。一.體驗影響物體加速度的因素1.上節(jié)回顧加速度與力、質量之間到底有怎樣的關系？質量是物體慣性大小的量度。質量越大，運動狀態(tài)越難改變。力是改變物體運動狀態(tài)的原因。力是產生加速度的原因。2.觀察思考（1）對于靜止在草坪上的足球，球員用不同的力踢它，球獲得的速度有何區(qū)別？力越大，球獲得的速度越大。說明在m一定時,F越大，a越大;（2）要改變巨石和足球的運動狀態(tài)，哪一個更容易？足球質量小，運動狀態(tài)更容易改變。說明在F一定時，m越小，a越大。在F一定時，m越小，a越大。通過圖(a)、圖(b)，有何結論？在m一定時,F越大，a越大;通過圖(c)、圖(d)，有何結論？（3）人用力推車一.體驗影響物體加速度的因素猜想與假設難道a與F成正比，a與m成反比？探究方法控制變量法m一定時，a與F的關系；F一定時，a與m的關系。先探究：后分析：a與F、m的關系。二.設計實驗方案1.應該采用什么樣的實驗裝置，重現(xiàn)哪些物理現(xiàn)象？2.在實驗中，如何測量a、F和m這些物理量?3.怎樣設計表格記錄采集的數據？如何處理數據可以清晰地發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律？4.如果你設計的方案不止一個，如何判斷它們的優(yōu)劣以進行取舍？討論交流帶著以下問題閱讀教材P108–P1101.實驗裝置不同質量的物體在不同大小的力的作用下做勻加速直線運動。我們要獲得的物理現(xiàn)象是：二.設計實驗方案1.實驗裝置我問你答（1）研究對象是誰，它做什么運動？研究對象是小車（或滑塊），在細線拉力F作用下做勻加速直線運動。（2）為什么要使小車所受合力等于細線拉力F？怎樣進行實驗操作？使小車所受合力等于F，只需要測量一個力F的大小。為此必須平衡摩擦力，如圖所示。平衡摩擦力的方法：通常可以將木板適當傾斜一定角度，使小車在不受拉力作用時能在木板上近似做勻速直線運動。此時，摩擦力與小車所受重力在平行于木板的方向上的分力平衡。如果用滑塊替代小車，用氣墊導軌替代木板，還需要平衡摩擦力嗎？弱問FfNGGxGy由于f=Gx，掛上重物后，F(xiàn)合=F二.設計實驗方案2.物理量的測量（1）小車的質量M（2）小車所受合力F合當小車質量M遠遠大于托盤和砝碼的總質量m時，可以近似認為其所受拉力F=mg。即：當M>>

m時，F(xiàn)合=F≈mg。故：測量小車所受合力F合，只需測量托盤和砝碼的總質量m即可。（3）小車的加速度ax2-x1=aT2

x1x2x3x4x5x6a(x4+x5+x6)

-(x1+x2+x3)

(3T)2=通常取5個點為一個計數點二.設計實驗方案3.實驗操作探究a與F的關系次數

托盤和鉤碼的總質量m/kg拉力F/N加速度a/m·s-21

2

3

4

5

探究a與m的關系次數

小車的質量M/kg加速度a/m·s-21

2

3

4

5

（2）保持力的大小不變，改變物體的質量，重復進行實驗，將測得的數據記錄在表格中。（1）保持物體（小車）的質量不變，改變力的大小，重復幾次實驗，將測

得的數據記錄在自己設計的表格中；二.設計實驗方案4.數據處理和實驗結論在誤差允許范圍內，質量一定時,物體加速度的大小跟它受到的合力成正比，即a∝F托盤和鉤碼的總質量（1）作a–F圖像二.設計實驗方案4.數據處理和實驗結論（2）作a–M圖像Ma–M關系圖像M根據a–M圖像，你敢斷定a、M成反比嗎？二.設計實驗方案4.數據處理和實驗結論轉換思想——化曲為直a–M關系圖像M（3）作a–圖像1M1M在誤差允許范圍內，合力一定時,物體加速度的大小跟它的質量成反比，即a∝1Ma–關系圖像1/M三.重要補充1.實驗器材除了圖示器材外，還需要：220V(或4—6V)的交流電源、刻度尺、坐標紙。2.注意事項實驗操作時必須平衡摩擦力以及使M>>

m。3.利用光電門測加速度（教材P109）三.重要補充5.圖解系統(tǒng)誤差OaF①②F2FF1a①同一a下，F(xiàn)1<F。說明木板傾角過大，平衡摩擦力過度。②同一a下，F(xiàn)2>F。說明木板傾角過小，

未平衡摩擦力或未充分平衡摩擦力。a1M3③同一a下，1/M3>1/M，M3<M。圖線向下彎曲