《高中物理 第四章 力与运动 第三节 探究加速度与力质量的定量关系课件 粤教版必修》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理 第四章 力与运动 第三节 探究加速度与力质量的定量关系课件 粤教版必修(51页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第三 节,理解教材新知,把握热点考向,应用创新演练,第四章,知识点一,知识点二,考向一,随堂基础巩固,课时跟踪训练,考向二,1物体的加速度与合外力 成正比,与质量成反比。 2在探究加速度与力、质 量的定量关系时,用控制变量法。,自学教材,保持滑块质量不变,通过增减砝码的数量来改变 的大小,得出质量不变时物体加速度与所受 之间的定量关系。,拉力,合外力,重点诠释,1气垫导轨实验装置 (1)气垫导轨实验装置主要是由导轨、滑块、气源、光电门、光电数字计时器等组成的。,图431,(2)滑块在气垫导轨上运动,导轨上的小孔喷出的气流使滑块悬浮在导轨上,使滑块所受的摩擦力减小到可忽略不计的程度。如图431所
2、示。,(3)气源是一个用于将气体压进导轨的装置。 (4)光电门是一个接在导轨上方用于采集测量数据的工具。通电后有一束光从光电门的一边经过“门”的中间到达另一边,光线被挡住或未被挡住所采集的数据是不一样的。光电门由电源供电,采集的数据以电信号的形式输入到光电数字计时器中。如图432所示。,图432,(5)光电数字计时器是一个可以将采集信息的时间显示出来的仪器。现在改进后的光电计时器不但具有计时功能,还可以将物体通过两光电门时的速度直接显示出来。,2实验探究过程 (1)实验目的: 探究质量一定时,物体的加速度与所受合外力的定量关系。 (2)实验原理: 滑块所受拉力F的求法:若滑块质量较大,则滑块所
3、受的拉力近似地等于砝码的重力。,(3)实验装置: 气垫导轨全套装置。 (4)实验步骤: 让滑块在砝码拉力的作用下做加速运动,记录下滑块通过光电门的速度、砝码的质量、两光电门间的距离。 保持滑块质量不变,增加(或减少)砝码,改变对滑块的拉力的大小,重复3次。 设计实验表格如下表所示,将滑块质量不变时的实验数据记录入表格并进行分析。滑块质量M _kg,图433,实验数据的图像表示: 用纵坐标表示物体的加速度,用横坐标表示物体所受的合外力,由数据作出aF关系图像,如图433所示。,(5)实验结论: 由数据和图像分析得出的结论:当物体质量不变时,物体的加速度大小与牵引力的大小成正比。 (6)注意事项:
4、 气源不能长时间供气(不要超过3分钟)。 精密仪器,小心操作,不要用力过大。 注意设备使用安全问题、用电的安全问题。,特别提醒 为了保证滑块所受的拉力近似地等于砝码的重力,实验过程中应使砝码质量远小于滑块的质量,一般要使10m码m滑。,1在“探究加速度与外力、质量的关系”的实验中,如 果测得某一物体质量M一定时,a与F的关系的有关数据资料如下表所示:,(1)根据表中数据,画出aF图像。 (2)由aF图像可以判定:当M一定时,a与F的关系为_。,解析:(1)根据实验数据,以加速度为纵轴,以外力为横轴,描点作aF图像如图所示。,(2)由图可知aF图像是一条直线,故可得,在小车质量M一定时,加速度a
5、与外力F成正比。 答案:见解析,自学教材,保持砝码的质量不变,以维持滑块所受的 不变,通过在滑块上增加或减少橡皮泥来改变滑块的 ,得出物体受力不变时加速度与 之间的定量关系。,合外力,质量,质量,重点诠释,1实验目的 探究物体所受合外力一定时,物体的加速度与质量的定量关系。 2实验原理 (1)质量的求法:滑块的质量橡皮泥的质量。 (2)加速度的求法:由v22v122as求得。 3实验装置 气垫导轨全套装置。,4实验过程 (1)让滑块在砝码拉力的作用下做加速运动,记录下滑块通过光电门的速度、砝码的质量、两光电门间的距离。 (2)保持滑块牵引力不变,用橡皮泥增加(或减少)滑块的质量的大小,重复3次
6、。 (3)设计实验表格如下表所示,将对滑块牵引力不变时的实验数据记录入表格并进行分析。对滑块的牵引力F _ N。,(5)实验数据的图像表示: 为了将上述表格中的数据表示出来,用纵坐标表示物体的加速度,若用横坐标表示物体的质量,则由实验数据作出aM关系如图434甲所示;若用横坐标表示质量的倒数,则由实验数据作出a1/M关系图像如图434乙所示。,图434,5实验结论 由数据和图像分析得出的结论:当物体所受合外力不变时,物体的加速度大小与质量的倒数成正比。,2在某一次实验中,当物体受到合外力一定时,测 得加速度与质量的关系数据(实验装置如图435所示)如下表所示,由此定性分析加速度a与质量M的关系
7、。,图435,解析:分析实验数据可得出结果:物体质量从2.00 kg到1.00 kg越来越小,其对应的加速度从2.04 m/s2到3.98 m/s2越来越大。此时的条件是:物体所受合外力保持不变。即当物体所受的合外力保持不变时,物体的质量越小,则其加速度越大。这就是加速度与质量的定性关系。 答案:见解析,表一,表二,(1)在图436所示的相应坐标系中根据表一、表二所给数据作出确定物理量的图像。,图436,答案 (1)如图所示,借题发挥 描点作图像时,标度要选取合理;作图像时要注意让尽可能多的点在直线上,不在直线上的点尽量均匀分布于直线两侧,在平衡摩擦力前提下,图像应为一过原点的直线,这也是验证
8、作图是否正确的重要依据。,例2 用如图437甲所示的装置研究质量一定时加速度与作用力的关系,研究的对象是放在长木板上的小车,小车的质量为M,长木板是水平放置的。小车前端拴着细绳,跨过定滑轮,下面吊着砂桶。实验中认为细绳对小车的作用力F等于砂和桶的总重力mg。用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F,用打点计时器测出小车的加速度a,得出若干组F和a的数据。然后根据测得的数据作出aF图像。一学生作出如图乙所示的图,像,发现横轴上的截距OA较大,明显超出了偶然误差的范围,这是由于在实验中_。,图437,思路点拨 正确理解实验原理并结合受力分析可得结论。 解析 细绳对小车的拉力F达到一定的数值前,小车仍静止,表示木板的摩擦力不能忽略,同时也表明该同学做实验时,没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。 答案 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够,图438,在上例实验中,某同学为研究加速度和力的关系,根据测得的多组数据画出了aF关系图线,如图438所示。此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是( ),A小车与木板之间存在摩擦 B木板保持了水平状态 C所挂砂桶及砂的总质量太大 D所用小车的质量太大,答案:C,