高中物理復(fù)習(xí)課件第1部分 第4章 第2節(jié)《實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》（新）ppt

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,歡迎進入物理課堂,,,理解教材新知,把握熱點考向,應(yīng)用創(chuàng)新演練,,,,第2節(jié)實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,,,考向一,,考向二,,,第四章牛頓運動定律,一、實驗?zāi)康?1)學(xué)會用控制變量法探究物理規(guī)律。(2)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。二、實驗原理控制變量法在探究加速度與力、質(zhì)量三者關(guān)系時，先讓其中一個量保持不變來探究其他兩個量之間的關(guān)系。,1．探究加速度與力的關(guān)系的基本思路保持物體的質(zhì)量不變，測量物體在不同力的作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系。2．探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系的基本思路保持物體所受的力不變，測量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系。,3．實驗方案這個實驗中需要測量的物理量有三個：物體的加速度、物體所受的力、物體的質(zhì)量。質(zhì)量用天平測量，因此本實驗要解決的主要問題是怎樣測量加速度和物體所受的力。(1)怎樣測量(或比較)物體的加速度：在運動物體上安裝一條穿過打點計時器的紙帶，根據(jù)紙帶上打出的點來測量加速度。在這個實驗中也可以測加速度與其他量之間的比例關(guān)系。測量不同情況下(即不同受力、不同質(zhì)量時)物體加速度的比值就可以了。,(2)怎樣提供和測量物體所受的恒力設(shè)計的實驗裝置如圖4－2－1所示。,圖4－2－1,①對此實驗中力的理解：除了在真空中拋出或落下的物體(僅受重力)外，僅受一個力的物體幾乎是不存在的。然而，一個單獨的力的作用效果與跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的，因此，實驗中的力F的含義可以是物體所受的合力。②平衡摩擦力：如圖4－2－1所示，紙帶穿過打點計時器。為了消除摩擦力對小車的影響，可將木板無滑輪的一端稍微墊高一些，用小車的重力的分力來抵消它所受到的摩擦力，直到小車不掛重物時能在木板上勻速運動為止。,三、實驗器材打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、砝碼、夾子、細繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺。,四、實驗步驟(1)用天平測出小車和重物的質(zhì)量分別為M0、m0，并把數(shù)值記錄下來。(2)按圖4－2－2將實驗器材安裝好(小車上不系繩)。,圖4－2－2,(3)平衡摩擦力，把木板無滑輪的一端下面墊一薄木板，反復(fù)移動其位置，直到打點計時器正常工作后不掛重物的小車在斜面上做勻速直線運動為止(紙帶上相鄰點間距相等)。(4)將重物通過細繩系在小車上，接通電源放開小車，用紙帶記錄小車的運動情況；取下紙帶并在紙帶上標上號碼及此時所掛重物的重力m0g。(5)保持小車的質(zhì)量不變，改變所掛重物的重力，重復(fù)步驟4，多做幾次實驗，每次小車從同一位置釋放，并記錄好重物的重力m1g、m2g…，以及計算出相應(yīng)紙帶的加速度填入表格1。,表格1物體的質(zhì)量一定，加速度與受力的關(guān)系,(6)保持托盤中所放重物的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，并測出小車與所放砝碼的總質(zhì)量M，接通電源，放開小車，用紙帶記錄小車的運動情況，取下紙帶并在紙帶上標上號碼。(7)繼續(xù)在小車上加放砝碼，重復(fù)步驟6，多做幾次實驗，在每次得到的紙帶上標上號碼。(8)計算出每次實驗所得紙帶的加速度值及小車與砝碼的總質(zhì)量填入表格2。,表格2物體受到的外力一定，加速度與質(zhì)量的關(guān)系,五、數(shù)據(jù)處理1．分析加速度和力的關(guān)系依據(jù)表格1，以加速度a為縱坐標，以外力F為橫坐標，作出a－F關(guān)系圖像，如圖4－2－3所示，由此得出結(jié)論。,圖4－2－3,圖4－2－4,3．實驗結(jié)論物體的加速度與作用在物體上的合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。六、注意事項(1)平衡摩擦力時不要掛重物，而且平衡了摩擦力后，不管以后是改變盤和砝碼的質(zhì)量還是改變小車及砝碼的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力。(2)實驗中必須滿足小車和砝碼的總質(zhì)量遠大于小盤和砝碼的總質(zhì)量。,(3)各紙帶上的加速度a，都應(yīng)是該紙帶上的平均加速度。(4)作圖像時，要使盡可能多的點在所作直線上，不在直線上的點應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線兩側(cè)。離直線較遠的點是錯誤數(shù)據(jù)，可舍去不予考慮。(5)小車應(yīng)靠近打點計時器且先接通電源再放手。,八、它案設(shè)計利用下列器材：帶有定滑輪的木板、鐵架臺、小車、滑輪、鉤碼、大號鐵夾、米尺、細繩、粘泥等設(shè)計實驗，探究加速度a和它所受的力F之間的關(guān)系。,(1)用5個鐵架臺將兩塊木板架起，如圖4－2－5所示。由鉤碼和兩個動滑輪組成動力系統(tǒng)，如果不考慮滑輪本身的質(zhì)量，拉小車B的力是拉小車A的力的2倍，即F1∶F2＝1∶2。每輛小車后面拖一根細繩，繞過木板后豎直下垂被一固定在桌面上的大號鐵夾夾住。,圖4－2－5,(2)用粘泥將兩輛小車的質(zhì)量調(diào)整得完全一樣，用小車后面的細繩將小車拉到木板右端后用鐵夾夾緊細繩，使小車靜止。(3)在小車的起始位置做上記號，然后松開鐵夾，兩小車便由靜止開始做勻加速運動。經(jīng)過適當(dāng)?shù)臅r間，再夾住鐵夾，使小車停止運動。,[例1]在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，采用如圖4－2－6所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出。,圖4－2－6,(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足________時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力。(2)一組同學(xué)在做探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度，采用圖像法處理數(shù)據(jù)。為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該做a與________圖像。,(3)如圖4－2－7(a)所示為甲同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的a－F圖線，此圖線說明實驗存在的問題是_________________。,圖4－2－7,(4)乙、丙兩同學(xué)用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a－F圖線如圖(b)所示，兩個同學(xué)做實驗時的哪一個物理量取值不同。,[例2]在做“探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，保持小車和砝碼的總質(zhì)量不變，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4－2－8的坐標系上作出a－F圖像；,圖4－2－8,(2)圖像斜率的物理意義是______________________。(3)小車和砝碼的總質(zhì)量為________kg。(4)圖線(或延長線)與F軸截距的物理意義是______________。,[解析](1)根據(jù)所給數(shù)據(jù)在所給坐標系中準確描點，作出的a－F圖像如圖所示。,,[答案](1)見解析(2)小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)(3)1(4)小車受到的阻力為0.1N,點擊下圖片進入“應(yīng)用創(chuàng)新演練”,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,