【物理】實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系課件-2024-2025學(xué)年高一上人教版（2019）必修一

物體做變速運(yùn)動(dòng)的加速度與哪些因素有關(guān)？牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使他改變這種狀態(tài)1.力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因2.質(zhì)量越大，慣性越大，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變加速度加速度加速度與力、質(zhì)量有關(guān)4.2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1、加速度a與力F的關(guān)系生活經(jīng)驗(yàn)：用大的力推物體，物體會(huì)獲得大的加速度；而用小的力推相同的物體，物體會(huì)獲得小的加速度。加速度和力之間存在什么樣的關(guān)系呢？生活經(jīng)驗(yàn)：用力推質(zhì)量大的物體，物體會(huì)獲得小的加速度；而用相同的力推質(zhì)量小的物體，物體會(huì)獲得大的加速度。加速度可能與質(zhì)量成反比?

2、加速度a與力m的關(guān)系一、猜想假設(shè)和猜想：加速度（a）與

力（F）成正比；加速度（a）與質(zhì)量（m）成反比二、研究方法：控制變量法m不變，研究a與F關(guān)系F不變，研究a與m關(guān)系明確幾個(gè)問題:怎么設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?1.測(cè)量哪些量?2.怎么測(cè)量?

a、F、m

二、物理量的測(cè)量1、質(zhì)量的測(cè)量托盤天平

為了改變小車的質(zhì)量，可以在小車中增減砝碼的數(shù)量。2、加速度的測(cè)量TTTx1x2x3x4x5Tx6TT①如何給小車施加一個(gè)可以測(cè)量的恒力呢？F②細(xì)線給小車提供的拉力是小車受到的合力嗎？通過滑輪連接槽碼。GNFf不是，F(xiàn)合＝F－Ff。③如何調(diào)整裝置能夠消除阻力的影響，使細(xì)線的拉力就是小車受到的合力？在木板遠(yuǎn)離定滑輪端墊上墊木，讓重力沿斜面的分力與小車受到的阻力平衡即補(bǔ)償了阻力。GNf3、力的測(cè)量④如何用實(shí)驗(yàn)方法判定阻力剛好被補(bǔ)償？調(diào)整墊木位置，輕推小車，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)(紙帶上的點(diǎn)均勻)即補(bǔ)償?shù)轿?，注意不系槽碼。FfFNG操作⑤懸掛的重物的重力等于細(xì)線的拉力嗎？mgF槽碼的重力不等于細(xì)線的拉力，F(xiàn)≠mg。⑥本實(shí)驗(yàn)做了怎樣的近似處理？當(dāng)小車(包括砝碼)質(zhì)量遠(yuǎn)大于槽碼質(zhì)量時(shí)，細(xì)線拉力近似等于槽碼的重力。小車、砝碼、槽碼、細(xì)線、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、墊木、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交變電源、紙帶、刻度尺、天平。用天平測(cè)出小車的質(zhì)量用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶計(jì)算出小車的加速度a槽碼的總重力G當(dāng)作小車受到的拉力F一、實(shí)驗(yàn)裝置探究實(shí)驗(yàn)控制變量的方法是指在研究和解決問題的過程中，對(duì)影響事物變化規(guī)律的獨(dú)立因素加以人為控制，使其中只有一個(gè)因素按照特定的要求發(fā)生變化，而其他因素保持不變，以利于尋找事物發(fā)展變化的規(guī)律的方法。例如，在研究某個(gè)物理量y與另外兩個(gè)變量x1、x2的關(guān)系時(shí)，先固定一個(gè)變量x2不變，研究y與另一個(gè)變量x1之間的定量關(guān)系；然后再固定變量x1不變，研究y與x2之間的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)1.實(shí)驗(yàn)思路控制變量法(1)探究加速度與力的關(guān)系保持小車質(zhì)量不變，通過改變槽碼的個(gè)數(shù)改變小車所受的拉力，測(cè)得不同拉力下小車運(yùn)動(dòng)的加速度，分析加速度與拉力的定量關(guān)系。(2)探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系保持小車所受的拉力不變，通過在小車上增加重物改變小車的質(zhì)量，測(cè)得不同質(zhì)量的小車對(duì)應(yīng)的加速度，分析加速度與質(zhì)量的定量關(guān)系。實(shí)驗(yàn)過程1：探究a與F的關(guān)系（小車質(zhì)量不變）把細(xì)線繞過定滑輪系在小車上，另一端掛上槽碼。保持小車質(zhì)量不變，改變槽碼的個(gè)數(shù)，以改變小車所受的拉力。處理紙帶，測(cè)出加速度，將結(jié)果填入表1中。表1小車質(zhì)量一定拉力F/N

加速度a/(m·s－2)

實(shí)驗(yàn)演示三、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)過程2：探究a與m的關(guān)系（鉤碼質(zhì)量不變）表2小車所受的拉力一定質(zhì)量m/kg

加速度a/(m·s－2)

保持槽碼個(gè)數(shù)不變，即保持小車所受的拉力不變，在小車上增減砝碼，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，求出相應(yīng)的加速度，把數(shù)據(jù)記錄在表2中。實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)小車質(zhì)量一定時(shí)，a與F成正比1.分析加速度a與拉力F的定量關(guān)系處理演示表1四、數(shù)據(jù)處理槽碼質(zhì)量m/g102030405060槽碼重力G/N0.1

0.20.3

0.4

0.5

0.6拉力F/N0.1

0.20.3

0.4

0.5

0.6加速度a/(m·s－2)

0.31

0.86

1.28

1.511.85

2.27實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)力F

一定時(shí)，a與m成反比2.分析加速度a與質(zhì)量m的定量關(guān)系質(zhì)量m0.4000.5000.7501.0001.200加速度a0.8610.6920.4700.3520.290表22.偶然誤差(1)質(zhì)量的測(cè)量(2)打點(diǎn)間隔、距離的測(cè)量(3)傾斜角度不當(dāng)，補(bǔ)償阻力不足或過度1.系統(tǒng)誤差：本實(shí)驗(yàn)中用槽碼的重力代替小車受到的拉力(實(shí)際上小車受到的拉力要小于槽碼的重力)五、誤差分析思考實(shí)驗(yàn)時(shí)作出如圖甲、乙所示的圖像，試分析產(chǎn)生的原因。平衡阻力時(shí)木板的傾角過大

沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)時(shí)木板傾角過小。在補(bǔ)償阻力時(shí)，不要把懸掛槽碼的細(xì)線系在小車上，但要讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)。1.補(bǔ)償阻力改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先啟動(dòng)電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車。3.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置作圖像時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)落在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能均勻分布在直線兩側(cè)，離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)舍去不予考慮。4.作圖規(guī)則每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于槽碼的質(zhì)量的條件下打出時(shí)。只有如此，小車受到的拉力才可視為近似等于槽碼的重力。2.質(zhì)量關(guān)系六、注意事項(xiàng)數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系誤差分析偶然誤差系統(tǒng)誤差分析加速度a與質(zhì)量m的定量關(guān)系分析加速度a與力F的定量關(guān)系物理量測(cè)量實(shí)驗(yàn)思