人教版高中物理必修1-第四章第2节实验：探究加速度与力、质量的关系--ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第四章 牛顿运动定律,第二节 实验：探究加速度与,力、质量的关系,第四章 牛顿运动定律第二节 实验：探究加速度与,思考,:,1,、如何同时研究,a,、,F,合,、,m,三者之间的关系呢？,控制变量法,2,、,如何测量加速度,a,？需什么器材？,思考:1、如何同时研究a、F合、m三者之间的关系呢？,人教版高中物理必修1-第四章第2节实验：探究加速度与力、质量的关系-ppt课件,图,3:,光电门,图 3: 光电门,人教版高中物理必修1-第四章第2节实验：探究加速度与力、质量的关系-ppt课件,人教版高中物理必修1-第四章第2节实验：探究加速度与力、质量的关系-ppt课件,实验方案一,保持,m,不变,保持,F,不变,实验方案一保持 m不变保持 F不变,（一）实验方案原理,x,1,x,2,F,1,F,2,在相同的时间内，两小车移动的距离分别为,:,a,1,/,a,2,=,x,1,/,x,2,测量出,x,1,、,x,2,1.,控制,m,不变，探究,a,与,F,的关系。,2.,同理，控制,F,相同，探究,a,与,m,的关系。,（一）实验方案原理x1x2F1F2在相同的时间内，两小车移动,F,2,/,F,1,x,2,/,x,1,0,探究加速度与力的关系,x,2,x,1,F,2,F,1,F,a,a,1,a,2,F2 / F1x2 /x10探究加速度与力的关系x2x1F2,小车、打点计时器、纸带、,一端带滑轮的,长木板、细线、砝码、沙桶、刻度尺、天平为器材，研究小车运动。,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,参考方案二,小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、沙桶,小车沿倾角,为斜面匀速下滑,求斜面的动摩擦因素,?,小车沿倾角为斜面匀速下滑,求斜面的动摩擦因素?,1.,合外力在什么时候等于线的拉力？,2.,线的拉力在什么时候等于钩码的重力？,平衡摩擦力：将长木板平放在实验桌上，在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动薄木板的位置，直至小车在斜面上运动时以保持匀速运动状态，这时小车受到的摩擦力,(,包括小车所受摩擦力和打点计时器对小车之后所拖纸带的摩擦力,),恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡。,理论计算表明：在钩码质量远小于小车质量时，线的拉力近似等于钩码的重力。,1. 合外力在什么时候等于线的拉力？2. 线的拉力在什么时候,（二）实验步骤,1.,用天平测出小车的质量。,2.,安装好实验装置，在小车上装好纸带，纸带另一端穿过计时器限位孔，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力。,3.,控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连（钩码质量远小于小车质量），打开打点计时器，释放小车，,测出一组数据。,4.,改变钩码质量，多测几组数据。,5.,控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。,（二）实验步骤1. 用天平测出小车的质量。2. 安装好实,三,.,注意事项,1,实验中应,先接通电源后释放小车,2,在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源,用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡,3,改变砂的质量过程中，要,始终保证砂桶,(,包括砂,),的质量远小于小车的质量,4,作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能的分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去,三 .注意事项1实验中应先接通电源后释放小车,F,/ N,a,/ms,-2,0.15,0.30,0.45,0.60,0.75,0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5,0.10 0.146,0.20 0.302,0.30 0.428,0.40 0.592,0.50 0.751,1.,探究加速度与合力的关系,如何更直观地处理数据？,F/ Na/ms -20.150.300.450.600.,m/ kg,a/ms,-2,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2,0.400 0.861,0.500 0.692,0.750 0.470,1.000 0.352,1.200 0.290,2.,探究加速度与质量的关系,1/,m,(kg,-1,),a/ms,-2,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5,m/ kga/ms -20.20.40.60.81.00,光电门,1,光电门,2,挡光板,x,X/t,方案三：,利用气垫导轨来探究加速度与力、质量的关系,不需要平衡摩擦力,光电门1光电门2挡光板xX/t方案三：利用气垫导轨来探究加,例一,:,某实验小组利用图所示的装置探究加速度与力、质量的关系,(1),下列做法正确的是,_(,填字母代号,),A,调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行,B,在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上,C,实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源,D,通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度,平衡摩擦力时，不能挂砝码和砝码桶,先接通电源,再放开木块,AD,例一:某实验小组利用图所示的装置探究加速度与力、质量的关系,(2),图是甲、乙两同学根据实验数据画出的图象,形成图线甲的原因是,_,形成图线乙的原因是,_,长木板倾角过大,未平衡摩擦力或长木板倾角过小,F,= 0,时，木块,就有了加速度,有了拉力时，加速度仍为,0,(2)图是甲、乙两同学根据实验数据画出的图象长木板倾角过大,例二,:,为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验其中,G,1,、,G,2,为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过,G,1,、,G,2,光电门时，光束被遮挡的时间,t,1,、,t,2,都可以被测量并记录滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为,M,，挡光片宽度为,D,，光电门间距离为,x,，牵引砝码的质量为,m,.,回答下列问题：,(1),实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？,解析,法一：取下牵引砝码，,滑行器放在任意位置都不动,法二：取下牵引砝码，轻推滑行器，数字计时器记录,每一个光电门的光束被遮挡的时间,t,都相等,例二:为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进,(2),若取,M,0.4 kg,，改变,m,的值，进行多次实验，以下,m,的取值不合适的一个是,_,A,m,1,5 g,B,m,2,15 g,C,m,3,40 g D,m,4,400 g,解析,例二,:,为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验其中,G,1,、,G,2,为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过,G,1,、,G,2,光电门时，光束被遮挡的时间,t,1,、,t,2,都可以被测量并记录滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为,M,，挡光片宽度为,D,，光电门间距离为,x,，牵引砝码的质量为,m,.,回答下列问题：,只有在,满足,m,M,时，,才可以用牵引砝码的重力,近似等于对滑行器的拉力,= 0.4kg =,M,D,(2)若取M0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m,