《2023-2023学年高中物理 第4章 牛顿运动定律 2 实验 探究加速度与力、质量的关系课件 新人教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023-2023学年高中物理 第4章 牛顿运动定律 2 实验 探究加速度与力、质量的关系课件 新人教版必修1（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物 理必修必修 人教版人教版新课标导学新课标导学新课标导学新课标导学第四章2 2实验：探究加速度与力、质量的关系实验：探究加速度与力、质量的关系会用掌握变量法讨论物理规律会用掌握变量法讨论物理规律能够通过实验探究加速度与力、质量的关系能够通过实验探究加速度与力、质量的关系掌握利用图象处理实验数据的方法掌握利用图象处理实验数据的方法1 1课课前前预预习习2 2课课内内探探究究3 3课课 时时 作作 业业课课 前前 预预 习习保保持持物物体体的的质质量量不不变变，物物体体所所受受的的外外力力越越大大，物物体体的的加加速速度度_；物体的加速度与物体所受的外力物体的加速度与物体所受的外力_。作作出出加
2、加速速度度a与与物物体体所所受受的的外外力力F的的关关系系图图象象，以以加加速速度度a为为_，外力外力F为为_，aF图象应为一条图象应为一条_。加速度与力的关系加速度与力的关系越大越大 成正比成正比 纵坐标纵坐标 横坐标横坐标 过原点的倾斜的直线过原点的倾斜的直线 加速度与质量的关系加速度与质量的关系越小越小 成反比成反比 纵坐标纵坐标 横坐标横坐标 过原点的倾斜的直线过原点的倾斜的直线 课课 内内 探探 究究二、实验器材二、实验器材砝砝码码，一一端端有有定定滑滑轮轮的的长长木木板板，细细线线，纸纸带带，导导线线，夹夹子子，小小盘盘，天天平平，小车，打点计时器，沟通电源，复写纸，刻度尺。小车，
3、打点计时器，沟通电源，复写纸，刻度尺。三、实验步骤三、实验步骤1用天平测出小车和重物的质量分别为用天平测出小车和重物的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来。，并把数值记录下来。2按图所示将实验器材安装好按图所示将实验器材安装好(小车上不系绳小车上不系绳)。3平平衡衡摩摩擦擦力力：在在木木板板无无滑滑轮轮的的一一端端下下面面垫垫一一薄薄木木板板，反反复复移移动动其其位位置置，直直到到打打点点计计时时器器正正常常工工作作后后不不挂挂重重物物的的小小车车在在斜斜面面上上做做匀匀速速直直线线运运动动为为止止(纸纸带带上相邻点间距相等上相邻点间距相等)。4将将重重物物通通过过细细绳绳系系在在小小车车上
4、上，接接通通电电源源放放开开小小车车，用用纸纸带带记记录录小小车车的的运运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m0g。5保保持持小小车车的的质质量量不不变变，转转变变所所挂挂重重物物的的重重力力，重重复复步步骤骤4，多多做做几几次次实实验验，每每次次小小车车从从同同一一位位置置释释放放，并并记记录录好好重重物物的的重重力力，m1g、m2g、，以以及及计计算出相应纸带的加速度填入表格算出相应纸带的加速度填入表格1。表格表格1物体的质量肯定，加速度与受力的关系物体的质量肯定，加速度与受力的关系实验次数实验次数加速度加速度a/(
5、ms2)小车受力小车受力F/N123456保保持持托托盘盘中中所所放放重重物物的的质质量量不不变变，在在小小车车上上加加放放砝砝码码，并并测测出出小小车车与与所所放放砝砝码码的的总总质质量量M，接接通通电电源源，放放开开小小车车，用用纸纸带带记记录录小小车车的的运运动动情情况况，取取下下纸带并在纸带上标上号码。纸带并在纸带上标上号码。7连连续续在在小小车车上上加加放放砝砝码码，重重复复步步骤骤6，多多做做几几次次实实验验，在在每每次次得得到到的的纸纸带上标上号码。带上标上号码。8计计算算出出每每次次实实验验所所得得纸纸带带的的加加速速度度值值及及小小车车与与砝砝码码的的总总质质量量填填入入表表
6、格格2。表格表格2物体受到的外力肯定，加速度与质量的关系物体受到的外力肯定，加速度与质量的关系四、数据处理四、数据处理1分析加速度和力的关系分析加速度和力的关系依依据据表表格格1，以以加加速速度度a为为纵纵坐坐标标，以以外外力力F为为横横坐坐标标，作作出出aF关关系系图图象象，如图所示，由此得出结论：质量不变时，加速度与力成正比。如图所示，由此得出结论：质量不变时，加速度与力成正比。五、注意事项五、注意事项1平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不不管管以以后后是是转转变变盘盘和和砝砝码码的的质质量量，还还是是转转变变小小车车及及砝砝码
7、码的的质质量量，都都不不需需要要重新平衡摩擦力。重新平衡摩擦力。2实实验验中中必必须须满满意意小小车车和和砝砝码码的的总总质质量量远远大大于于小小盘盘和和砝砝码码的的总总质质量量。只只有有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等。如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等。3各纸带上的加速度各纸带上的加速度a，都应是该纸带上的平均加速度。，都应是该纸带上的平均加速度。4作作图图象象时时，要要使使尽尽可可能能多多的的点点在在所所作作直直线线上上，不不在在直直线线上上的的点点应应尽尽可可能能对称分布在所作直线两侧。离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑。对称分布在所作直线两
8、侧。离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑。5释放时小车应靠近打点计时器且先接通电源再放开小车。释放时小车应靠近打点计时器且先接通电源再放开小车。考点一考点一 对实验原理及操作过程的考查对实验原理及操作过程的考查A用天平称出小车和小桶及内部所装沙子的质量；用天平称出小车和小桶及内部所装沙子的质量；B按图装好实验器材；按图装好实验器材；C把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶；把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶；D将将电电磁磁打打点点计计时时器器接接在在电电压压为为6V的的蓄蓄电电池池上上，接接通通电电源源，放放开开小小车车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；打点计时器在
9、纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；E保保持持小小桶桶及及其其中中沙沙子子的的质质量量不不变变，增增加加小小车车上上的的砝砝码码个个数数，并并记记录录每每次次增加后的增加后的M值，重复上述实验；值，重复上述实验；F分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；G作作aM关系图象，并由图象确定关系图象，并由图象确定aM关系。关系。(1)该该同同学学漏漏掉掉的的重重要要实实验验步步骤骤是是_，该该步步骤骤应应排排在在_步步实验之后。实验之后。(2)在在上上述述步步骤骤中中，有有错错误误的的是是_，应应把把_改改为为_。(3)在上述步骤中，处理不恰当的是在上述步
10、骤中，处理不恰当的是_，应把，应把_改为改为_ 。解题指导：解题指导：掌握实验原理及操作过程是处理该类问题的关键。掌握实验原理及操作过程是处理该类问题的关键。平衡摩擦力平衡摩擦力 B D 电压为电压为6V的蓄电池的蓄电池 6V以下低压沟通同学电源以下低压沟通同学电源 G aM(1)步骤步骤的目的是的目的是_。(2)步骤步骤中，要求小盘和砝码总质量中，要求小盘和砝码总质量(mm1)_小车质量小车质量M。(3)步骤步骤和和，表明该实验采纳的科学方法是，表明该实验采纳的科学方法是_。解析：解析：(1)步骤步骤是为了平衡掉小车与木板、纸带与打点计时器间的摩擦力。是为了平衡掉小车与木板、纸带与打点计时器
11、间的摩擦力。(2)步骤步骤中，要求小盘和砝码总质量中，要求小盘和砝码总质量(mm1)远小于小车的质量远小于小车的质量M。(3)该实验采该实验采纳纳的是掌握变量法。的是掌握变量法。平衡摩擦力平衡摩擦力 远小于远小于 掌握变量法掌握变量法 考点二考点二 实验数据的分析与处理实验数据的分析与处理(2)图象斜率的物理意义是图象斜率的物理意义是_。(3)小车和砝码的总质量为小车和砝码的总质量为_kg。(4)图线图线(或延长线或延长线)与与F轴截距的物理意义是轴截距的物理意义是_。小车和砝码总质量的倒数小车和砝码总质量的倒数 1 小车受到的阻力为小车受到的阻力为0.1N(1)该同学在实验前筹备了图甲中所示
12、的实验装置及下列帮助器材：该同学在实验前筹备了图甲中所示的实验装置及下列帮助器材：A沟通电源、导线沟通电源、导线B天平天平(含配套砝码含配套砝码)C秒表秒表D刻度尺刻度尺E细线、砂和小砂桶细线、砂和小砂桶其中不必要的器材是其中不必要的器材是_(填代号填代号)。(2)打打点点计计时时器器在在小小车车拖拖动动的的纸纸带带上上打打下下一一系系列列点点迹迹，以以此此记记录录小小车车的的运运动动情情况况。其其中中一一部部分分纸纸带带上上的的点点迹迹情情况况如如图图2所所示示，已已知知打打点点计计时时器器打打点点的的时时间间间间隔隔T0.02s，测测得得A点点到到B、C点点的的距距离离分分别别为为x15.
13、99cm、x213.59cm，则则在在打打下下点点迹迹B时时，小小车车运运动动的的速速度度vB_m/s/s；小小车车做做匀匀加加速速直直线线运运动动的的加加速速度度a a_m/_m/s2。(结果保留三位有效数字结果保留三位有效数字)C 0.680 1.61(3)在在验验证证“质质量量肯肯定定，加加速速度度a与与合合外外力力F的的关关系系”时时，某某同同学学依依据据实实验验数数据据作作出出了了如如图图3所所示示的的aF图图象象，其其中中图图线线不不过过原原点点的的缘缘由由是是_，图线在末端弯曲的缘由是图线在末端弯曲的缘由是_。平衡摩擦力过度平衡摩擦力过度 砂和砂桶的质量太大砂和砂桶的质量太大(3
14、)由由图图3所所示示图图象象可可知知小小车车的的拉拉力力为为0时时，小小车车的的加加速速度度大大于于0，说说明明合合外外力大于力大于0，说明平衡摩擦力过度，即木板与水平面的夹角太大；，说明平衡摩擦力过度，即木板与水平面的夹角太大；该该实实验验中中当当小小车车的的质质量量远远大大于于砂砂和和砂砂桶桶的的质质量量时时，才才能能近近似似认认为为细细线线对对小小车车的的拉拉力力大大小小等等于于砂砂和和砂砂桶桶的的总总重重力力大大小小，随随着着F的的增增大大，即即砂砂和和砂砂桶桶的的质质量量增增大大，逐逐渐渐地地砂砂和和砂砂桶桶的的质质量量不不再再满满意意小小车车质质量量远远大大于于砂砂和和砂砂桶桶的的质质量量，因因此此会会消灭消灭较大误差，图象会产生偏折现象。较大误差，图象会产生偏折现象。
