《實驗探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《實驗探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系.ppt（31頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(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)。,,1,溫故知新:,牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(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)。,感受實例,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,力是產(chǎn)生加速度的原因,感受實例,加速度a與力F有關(guān),4.2 實驗： 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),1.理解加速度大小與力有關(guān)，也與質(zhì)量有關(guān)。 2.通過實驗探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系。(重點) 3.理解控制變量法。 4.學(xué)會用圖像尋找規(guī)
2、律。,m一定， a F； F一定， a1/m。,猜想與假設(shè),,,實驗驗證,思考：如何設(shè)計實驗?,事實是不是這樣呢？,,2020/7/6,6,控制變量法,“a”與“F”、“m” 二個物理量均有關(guān)系 應(yīng)該從何處入手呢？,實驗的探究思路確定為兩個方面： 一是保證質(zhì)量不變，探究加速度與外力的關(guān)系； 二是保證外力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。,一、研究方法,,實 驗 探 究,明確幾個問題:,2.如何由實驗得出結(jié)論?,1.怎么設(shè)計這個實驗?,,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
3、的合力,2020/7/6,8,,,如何測量加速度a:,1.直接測量,2.間接比較,,,構(gòu)建一勻變速直線運動,,打點計時器,光電門+ 氣墊導(dǎo)軌,,對應(yīng) 儀器,,,,,控制運動時間t相同,a與x成正比,用x比較a的大小,,,2020/7/6,9,,方案一：小車、打點計時器、紙帶、長木板、細線、砝碼、鉤碼、刻度尺、天平，研究小 車運動。從打點計時器打出的紙帶計算出小車的加速度a。,,,,,,,,,,,,,,砝碼,小車,打點計時器,紙帶,實驗方案,實驗原理:用打點計時器探究,,,,小車:,打點計時器:測量小車運動過程中的加速度,,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,
4、FN,F,f,,11,3.小車在運動時要受到摩擦力，如何克服摩擦力呢？,砝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,FN,f,G1平衡摩擦力f。,G2,實驗步驟:,1.用天平測出小車的質(zhì)量。,2.安裝好實驗裝置，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，用細線將鉤碼與小車相連（鉤碼 質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量），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，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)。,2020/7/6,13,結(jié)合實驗裝置，請討論： 1.怎樣改變和測量小
5、車與砝碼的質(zhì)量？ 通過增減砝碼的個數(shù)改變研究對象的質(zhì)量，可以用天平稱出總質(zhì)量。 2.小車和砝碼受到的外力是由什么提供的？怎樣改變和測量外力的大小？ 外力是由鉤碼:重力提供的；通過增減鉤碼的多少來改變質(zhì)量，通過天平測出質(zhì)量，利用G=mg計算力的大小。,4.怎樣從紙帶記錄的數(shù)據(jù)算出被研究對象的加速度？ 在紙帶上標(biāo)記出幾個計數(shù)點，利用x=aT2計算加速度。為保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，可多選幾個計數(shù)點，采用逐差法計算加速度。,,探究加速度與力的關(guān)系,實驗結(jié)論：當(dāng)物體質(zhì)量一定時，加速度與力成正比。,,,,實驗結(jié)論：,m一定時，aF,F一定時，a1/m,2020/7/6,18,【注意事項】 1.一定要做好平衡摩擦
6、力的工作,也就是調(diào)出一個合適的斜面,使小車的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車受到的摩擦阻力。在平衡摩擦力時,不要把懸掛小盤的細線系在小車上,即不要給小車加任何牽引力,并要讓小車拖著打點的紙帶運動。 2.實驗步驟2、3不需要重復(fù),即整個實驗平衡了摩擦力后,不管以后是改變小盤和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量,都不需要重新平衡摩擦力。,3.每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠大于小盤和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出.只有如此,小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力。,實驗方案二：對比法 實驗器材：小車、一端帶滑輪的長木板、粗線、砝碼、小盤、天平、刻度尺、寬口夾子。,實驗數(shù)據(jù)處理 1.
7、加速度與力的關(guān)系（保持小車質(zhì)量不變）,2.加速度與質(zhì)量的關(guān)系（保持拉力不變）,方案三：利用氣墊導(dǎo)道,該方案儀器精密，是很好的方案，測量結(jié)果 精確，但中學(xué)一般沒有這種儀器。,圖 1 : 氣墊導(dǎo)軌裝置,利用氣墊導(dǎo)軌來探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,,1.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，關(guān) 于平衡摩擦力的說法中正確的是( ) A.“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是讓小車受到的摩擦力為零 B.“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車所受的重力沿斜面 方向的分力與所受到的摩擦阻力相平衡 C.“平衡摩擦力”的目的就是要使小車所受的合力等于 所掛砝碼通過細繩和滑輪對小車施加的拉力 D.“平衡摩擦力”是否成功，可根據(jù)小車
8、拖動的由打點 計時器打出的紙帶上的點跡間距是否均勻來確定,BCD,2.如圖所示是根據(jù)探究加速度與力的關(guān)系的實驗 數(shù)據(jù)描繪的a-F圖像,下列說法正確的是( ) A.三條傾斜直線所對應(yīng)的小車與 砝碼的質(zhì)量相同 B.三條傾斜直線所對應(yīng)的小車與 砝碼的質(zhì)量不同 C.直線1所對應(yīng)的小車與砝碼的質(zhì)量最大 D.直線3所對應(yīng)的小車與砝碼的質(zhì)量最大,BD,3.實驗后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了a-F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，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，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。,4.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中備有下列器材： A.打點計時器;B.天平;C.秒表;D.低壓交流電源;E.電池;F.紙帶;G.細繩、砝碼、小車、小盤；H.薄木板;I.裝有細砂的小桶 其中多余的器材是________________________； 缺少的器材是____________________________。,【解析】多余的器材是秒表、電池；缺少的是刻度尺、一端帶滑輪的長木板。 答案：C、E 刻度尺、一端帶滑輪的長木板,
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