《实验：探究加速度与力、质量的关系》课件132

1、 牛 顿 第 一 定 律 ： 2、 惯 性 体 现 物 体 运 动 状 态 改 变 的 难 易 程 度 ，其 大 小 由 什 么 决 定 ？ 3、 运 动 状 态 由 哪 个 物 理 量 来 描 述 ？ 复 习 ： 复习思考：？力运动状态变化速度变化产生加速度力是产生加速度的原因猜一猜 加速度与哪些因素有关？ 第 二 节 心 动 不 如 行 动 制定实验方案、设计实验 小车、打点计时器、纸带、学生电源、一端带滑轮的长木板、细线、刻度尺、天平、钩码2.物体的质量用测量天平1.怎样测量物体的加速度？3.怎样给小车提供一个恒定的合力？实验器材： 钩码的总重力G当作小车受到的拉力F从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a用天平测出小车的质量m实 验 一 、 我 们 必 须 要 使 绳 拉 小 车 的 力 成 为 小 车 受 到 的合 力 ， 否 则 还 要 计 算 滑 动 摩 擦 力 ， 使 问 题 复杂 化 ， 那 么 怎 样 抵 消 摩 擦 力 的 影 响 呢 ？ 平 衡 摩 擦 力 4.如何测定小车受到的合力？5.绳子拉力大小?钩码的重力。等于6.什么情况下，绳子拉力近似等于钩码重力即小车所受的合力？理论计算发现：当钩码质量比小车质量小很多时（mM），绳子拉力近似等于钩码重力即小车所受的合力 测加速度法方案一： 实验装置图方案一： 实验探究1.探究加速度与合力的关系实验基本思路：保持小车的质量不变，测量小车在不同作用下的加速度，分析加速度与合力的关系。做实验 、得数据、填表格一、作图象、进行分析、形成结论怎样改变合力？ 当 小车 质量 不变 时 次 数 F/N a/m s -212345 0.10 0.1460.20 0.3020.30 0.4280.40 0.5920.50 0.751F Na/ms -20.150.300.450.600.750 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5结论 a F 2.探究加速度与质量的关系实验基本思路：保持小车所受合力不变，测量不同质量的小车在该力下的加速度，分析加速度与质量的关系。做实验 、得数据、填表格二、作图象、交流分析、形成结论怎样改变小车的质量？ m kga/ms -20.20.40.60.81.00 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2-5 1 0 1 5 2 0 2 5 /kg -1m1当拉力不变时 次 数 m/kg a/m s -212345 /kg -1m 1结论a 1/m 探究加速度与力、质量的关系1.研究方法：2.结论：控制变量法a F a 1/m Fa m结论 实验须知： 1.平衡摩擦力2.小车开始时要靠近打点计时器3. 探究a与F关系时，可在小车上放两个的钩码,F=mg g=9.8m/s2 4 .打点计时器打点周期T=0.02s 心 动 不 如 行 动 1整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的质量还是改变小车和砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力平衡摩擦力时，应在小车后拖上纸带，先接通电源，再用手给小车一个初速度，若在纸带上打出的点的间隔是均匀的，则表明平衡了摩擦力，否则必须重新调整小木板的位置实验注意事项 2平衡摩擦力后，每次实验时必须满足在小车与砝码的总质量远大于砝码和小盘的总质量的条件下进行只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等 3改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器(或尽量远离定滑轮的一端)，并应先接通电源，再放开小车，且在小车到达定滑轮前应按住小车4各纸带的加速度a，都应是该纸带的平均加速度5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的两侧 方案二：比较法 方 案 二 ： 以 小 车 、 一 端 带 滑 轮 的 长 木 板 、粗 线 、 砝 码 、 钩 码 、 天 平 、 刻 度 尺 、 宽 口夹 子 为 实 验 器 材 ， 研 究 小 车 的 运 动 。注 意 ： 只 有 当 盘 和 砝 码 的 质 量 要 比 小 车 的质 量 小 得 多 时 ， 小 车 所 受 拉 力 才 近 似 等 于盘 和 砝 码 的 总 重 力 。1.怎 样 测 量 （ 或 比 较 ） 物 体 的 加 速 度 ？2.怎 样 提 供 和 测 量 物 体 所 受 的 拉 力 F ？ 1、控制m相同，探讨加速度a与F的关系实验方案原理：如 图 所 示 x1x2 F1F2F1, F2，在相同的时间内:x1= a1t221 x2 = a2t221a1/ a2=x1/x2测量出x1 、x2 2、控制F相同，探讨加速度a与m的关系 保 持 物 体 的 质 量 不 变 ， 测 量 物 体 在 不 同 的 力作 用 下 的 加 速 度 ， 分 析 加 速 度 与 力 的 关 系小 车 质 量 M= g,小 车 上 砝 码 质 量 m= g,小 盘 质 量 M = g次数 小 车 1 小 车 212345 位 移x1/cm 位 移x2/cm(M +m 2)（ g） (表示 F2大 小 )盘 中 砝 码m 2（ g）300 0 10 50 20304060盘 中 砝 码m 1（ g） (M +m 1)（ g） (表示 F1大 小 ) 70 F2 F1x2 /x10次数1234 x2x1F2F1Fa a1a2 为什么x2 /x1可以表示小车2的a？为什么F2 F1可以表示小车2的F?思考： 小 车 质 量 M= g,小 盘 质 量 M = g,盘 中 砝 码 质 量 m = g次数 小 车 1 小 车 212345 (M+m1) (M+m2)保 持 物 体 所 受 的 力 相 同 ， 测 量 不 同 质 量 的 物体 在 该 力 作 用 下 的 加 速 度 ， 分 析 加 速 度 与 质量 的 关 系 300 6 50 车 上 砝码 m1（ g） 位 移x1/cm100 50150200250车 上 砝 码 m2（ g） 位 移x2/cm小 车 1质 量 M1 小 车 2质 量 M2300 x2 /x10次数1234M2 M1 x2x1M2M11 2 M1M2a m1 a1a2 为什么x2 /x1可以表示小车2的a？为什么M2 M1可以表示小车2的M?为什么M2 / M1又表示小车2的1/M?思考： 小结探究加速度与力、质量的关系1.研究方法：2.数据处理方法：3.结论：控制变量法图象法a F a 1/m Fa m 1小车质量m应比重物的质量m 大得多，其原理将在后面的牛顿运动定律的应用中专门讨论二者差距越小，图象线性越差2夹口的密合性能差是造成误差的原因之一由于小车的质量和速度较大，夹子不易夹住小车的后拖线；有些时候夹子夹住一根拖线，而另一根未被夹住，对应小车仍向前运动，这些都是造成位移误差的原因3小车运动停止时不能与定滑轮相碰，如果小车碰到定滑轮才松手让夹子夹住拖线，则与定滑轮相碰的小车位移偏小，产生误差误差分析