实验：探究加速度与力、质量的关系课件-002.ppt

1、第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 实验：探究加速度与力、质量的关实验：探究加速度与力、质量的关系系第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 保持物体的质量不变，物体所受的外力越大，保持物体的质量不变，物体所受的外力越大，物体的加物体的加速度速度_；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_。作出加速度作出加速度a与物体所受的外力与物体所受的外力F的关系图象，以加速度的关系图象，以加速度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

2、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第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 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第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 第四章第四章2 高中新课程高

3、中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 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平衡摩擦力：在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，平衡摩擦力：在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止在斜面上做匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等纸带上相邻点间距相等)。4将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此纸带记录

4、小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力时所挂重物的重力m0g。5保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤骤4，多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好重，多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好重物的重力，物的重力，m1g、m2g、，以及计算出相应纸带的加速度填入，以及计算出相应纸带的加速度填入表格表格1。第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 第四章第四章2 高

5、中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 六、注意事项六、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平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量，还是改变小车及砝码的后，不管以后是改变盘和砝码的质量，还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力。质量，都不需要重新平衡摩擦力。2实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和砝实验中必须满

6、足小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量。只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车码的总质量。只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等。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。第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 4作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧。离直线较远的点线上的点应尽可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。是错误数

7、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释放时小车应靠近打点计时器且先接通电源再放开小车。车。第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 用如图所示的装置研究在作用力用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车一定时，小车的加速度的加速度a与小车质量与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如的关系，某位同学设计的实验步骤如下：下：对实验过程及实验仪器的考查对实验过程及实验仪器的考查A用天平称出小车和小桶及内部所用天平称出小车和小桶及内部所装沙子的质量；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

8、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将电磁打点计时器接在电压为将电磁打点计时器接在电压为6V的蓄电池上，接通电的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带源，放开小车，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；上标明小车质量；第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 E保持小桶及其中沙子的质量不变，增加小车上的砝码保持小桶及其中沙子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的个数，并记录每次增加后的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

9、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)该同学漏掉的重要实验步骤是该同学漏掉的重要实验步骤是_，该步，该步骤应排在骤应排在_步实验之后。步实验之后。(2)在上述步骤中，有错误的是在上述步骤中，有错误的是_，应把，应把_改为改为_。(3)在上述步骤中，处理不恰当的是在上述步骤中，处理不恰当的是_，应把应把_改为改为_。第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 (广西河池市广西

10、河池市20142015学年高一上学期期末学年高一上学期期末)在在“探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图实验中，某同学使用了如图所示的装置，打点计时器的打点频率为所示的装置，打点计时器的打点频率为50Hz。实验数据的分析与处理实验数据的分析与处理第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 (1)该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个计时点，该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个计时点，如图所示，相邻两点间的距离分别为如图所示，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、

11、18.0mm，则打，则打E点时小车的速度为点时小车的速度为_m/s，打，打A、F两点的过程中小车的平均速度为两点的过程中小车的平均速度为_m/s，小车的加速度为，小车的加速度为_m/s2。第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 (3)由图象可知，当拉力为由图象可知，当拉力为0时小车的加速度大于时小车的加速度大于0，故直，故直线不过原点的原因是平衡摩擦阻力时角度过

12、大；线不过原点的原因是平衡摩擦阻力时角度过大；要使绳子所挂沙和沙桶的重力的大小作为细绳对小车的要使绳子所挂沙和沙桶的重力的大小作为细绳对小车的拉力的大小，必须使拉力的大小，必须使mM，否则将会出现较大误差，当沙和，否则将会出现较大误差，当沙和沙桶的质量过大时，沙和沙桶的重力与绳的拉力有较大的差沙桶的质量过大时，沙和沙桶的重力与绳的拉力有较大的差异，从而产生很大的误差。异，从而产生很大的误差。第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 (济南市济南市20142015学年高一检测学年高一检测)某同学设计了某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关

13、系。弹簧测力计固定在如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧测力计固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距，并测出间距d。开始。开始时将木板置于时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧测力计的示数运动为止，记下弹簧测力计的示数F0，以此表示滑动摩擦力的，以此表示滑动摩擦力

14、的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧测力计的示数簧测力计的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间处的时间t。实验拓展实验拓展第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 (1)木板的加速度可以用木板的加速度可以用d、t表示为表示为a_；为了减小测量加速度；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是的偶然误差可以采用的方法是(一种即一种即可可)_。(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定改变瓶中水的质量重复实验，确定加速

15、度加速度a与弹簧测力计示数与弹簧测力计示数F1的关系。下列的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是图象能表示该同学实验结果的是_。第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 (3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是的优点是_。a可以改变滑动摩擦力的大小可以改变滑动摩擦力的大小b可以更方便地获取多组实验数据可以更方便地获取多组实验数据c可以比较精确地测出摩擦力的大小可以比较精确地测出摩擦力的大小d可以获得更大的加速度以提高实验精度可以获得更大的加速度以提高实验精度第四章第四章2

16、高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 (2)该实验原理与教材实验原理类似，同样需要满足木板的该实验原理与教材实验原理类似，同样需要满足木板的质量质量M远大于矿泉水瓶的质量远大于矿泉水瓶的质量m，此时可认为，此时可认为F1mg；本实验；本实验中没有平衡摩擦力，但通过题意可知受到的摩擦力为中没有平衡摩擦力，但通过题意可知受到的摩擦力为F0，木板，木板受到的合外力为受到的合外力为(F1F0)。图象反映的是。图象反映的是a与与F1的关系，而不是的关系，而不是a与与(F1F0)的关系，所以图象不过原点。当的关系，所以图象不过原点。当F1增大时，即矿泉增大时，即矿泉水

17、瓶的质量水瓶的质量m增大时，该实验不再满足增大时，该实验不再满足Mm，此时，此时a越大，绳越大，绳上的拉力上的拉力FT就越小于矿泉水瓶的重力就越小于矿泉水瓶的重力mg，即弹簧测力计开始，即弹簧测力计开始加速运动时的示数加速运动时的示数F1，加速度增加得就越慢，图线弯曲，斜率，加速度增加得就越慢，图线弯曲，斜率变小，变小，c正确。正确。第四章第四章2 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 物理物理 必修必修1 (3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是可以更方便地获取多组实验数据和比较精确地测出滑的优点是可以更方便地获取多组实验数据和比较精确地测出滑动摩擦力的大小，动摩擦力的大小，b、c说法是正确的。两种实验方法都不可以说法是正确的。两种实验方法都不可以改变滑动摩擦力的大小，改变滑动摩擦力的大小，a说法错误；通过说法错误；通过(2)中分析可以知中分析可以知道，当加速度增大时，实验条件便不再满足，此时实验误差变道，当加速度增大时，实验条件便不再满足，此时实验误差变大，大，d说法错误。说法错误。