新教材魯科版必修152科學(xué)探究加速與力質(zhì)量的關(guān)系課件（21張）

第2節(jié)科學(xué)探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

什么是物體運(yùn)動狀態(tài)的改變？根據(jù)牛頓第一定律，物體運(yùn)動狀態(tài)改變的原因是什么？復(fù)習(xí)思考：？

物體運(yùn)動狀態(tài)的改變指的是物體的速度發(fā)生了變化力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因力運(yùn)動狀態(tài)變化速度變化產(chǎn)生加速度力是產(chǎn)生加速度的原因F1<F2m1<m2mF1mF2m1Fm2F定性討論定性討論討論1：加速度的大小與力有什么關(guān)系？討論2：加速度的大小與質(zhì)量有什么關(guān)系？結(jié)論：物體受力相同時，質(zhì)量越大，加速度越小。結(jié)論：對同一物體，受力越大，加速度越大。加速度與力和質(zhì)量有關(guān)?定量關(guān)系猜測：？[實驗?zāi)康腯

1.探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系.2.學(xué)會習(xí)用控制變量法探索物理規(guī)律.3.會測量加速度、力和質(zhì)量，能作出物體運(yùn)動的a－F、a－

圖象.實驗器材一端附有定滑輪的長木板、小車、砝碼、重物、細(xì)繩、墊塊、打點計時器、

紙帶、天平、刻度尺、交流電源.【實驗步驟】1.安裝實驗器材:將小車置于帶有定滑輪的木板上,將紙帶穿過打點計時器后掛在小車尾部。2.平衡摩擦力:用薄墊塊將一端墊高,調(diào)整其傾斜程度,直到小車運(yùn)動時打點計時器在紙帶上打出的點分布均勻為止。3.懸掛重物:在細(xì)線一端掛上重物,另一端通過定滑輪系在小車前端。4.收集紙帶數(shù)據(jù):將小車靠近打點計時器后開啟打點計時器,并讓小車由靜止釋放,打點計時器在紙帶上打出一系列點,據(jù)此計算出小車的加速度。5.改變小車受力:(1)保持小車的質(zhì)量不變,通過增加槽碼的數(shù)量,增加重物的質(zhì)量(總質(zhì)量仍遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量)。接通電源后放開小車,用紙帶記錄小車的運(yùn)動情況。取下紙帶。并在紙帶上標(biāo)上號碼及所掛槽碼的總重力m1g。(2)重復(fù)步驟4,多做幾次實驗,并記錄好相應(yīng)紙帶的編號及所掛槽碼的總重力m2g、m3g…6.改變小車質(zhì)量:(1)保持重物(小車所受的拉力)不變,通過增加或減少小車上的砝碼的方式,改變小車的質(zhì)量,接通電源后放開小車,用紙帶記錄小車的運(yùn)動情況。取下紙帶,并在紙帶上標(biāo)上號碼及小車和砝碼的總質(zhì)量M1。(2)繼續(xù)在小車上增加砝碼,重復(fù)步驟6,多做幾次實驗,在每次實驗得到的紙帶上標(biāo)上號碼及小車和砝碼的總質(zhì)量M2、M3…7.求加速度:用公式Δx=aT2,求得小車的加速度a,將得到的數(shù)據(jù)填入相應(yīng)表格中,以便進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)分析1.列F、a數(shù)據(jù)收集表:把小車在不同力作用下產(chǎn)生的加速度填在表中:物理量123456作用力(槽碼的重力)加速度a2.作a-F圖像的方法:以a為縱坐標(biāo)、F為橫坐標(biāo),根據(jù)數(shù)據(jù)作a-F圖像,用曲線擬合測量點,找出規(guī)律,分析a與F的關(guān)系。3.列M、a收集表格:把不同質(zhì)量的小車(小車和砝碼)在相同力的作用下產(chǎn)生的加速度填在表中:物理量123456小車和砝碼質(zhì)量M

加速度a4.作a-

圖像的方法:分別以a為縱坐標(biāo)、M和

為橫坐標(biāo),根據(jù)數(shù)據(jù)作a-M圖像和a-

圖像,分析a與M的關(guān)系。實驗結(jié)論:(1)對同一物體,當(dāng)M不變時,物體的加速度a與所受力F成正比。(2)對不同物體,當(dāng)F不變時,物體的加速度a與質(zhì)量M成反比。

A.用天平稱出小車和小桶及內(nèi)部所裝砂子的質(zhì)量B.按圖裝好實驗器材C.把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛小桶D.將電磁打點計時器接在6V電壓的蓄電池上，接通電源，釋放小車，打點計

時器在紙帶上打下一系列點，并在紙帶上標(biāo)明小車質(zhì)量E.保持小桶及其中砂子的質(zhì)量不變，增加小車上的砝碼個數(shù)，并記錄每次增

加后的M值，重復(fù)上述實驗F.分析每條紙帶，測量并計算出加速度的值G.作a－M關(guān)系圖象，并由圖象確定a與M的關(guān)系例1(1)用如圖所示的裝置研究在作用力F一定時，小車的加速度a與小車(含砝碼)質(zhì)量M的關(guān)系，甲同學(xué)設(shè)計的實驗步驟如下：解析實驗中把小桶及其中砂子的重力之和看成與小車所受拉力大小相等，沒有考慮摩擦力，故必須平衡摩擦力且應(yīng)排在步驟B之后.電磁打點計時器接在6V電壓的蓄電池上將無法工作，必須接在6V以下交流電源上.作a－M關(guān)系圖象，得到的是曲線，很難進(jìn)行正確的判斷，必須“化曲為直”，改作a－

關(guān)系圖象.①甲同學(xué)漏掉的重要實驗步驟是

，該步驟應(yīng)排在步驟

之后.②在上述步驟中，有錯誤的是步驟

，應(yīng)把

改為

.答案平衡摩擦力B③在上述步驟中，處理不恰當(dāng)?shù)氖遣襟E

，應(yīng)把

改為

.D6V電壓的蓄電池6V以下的交流電源Ga－M圖象解析(2)乙同學(xué)根據(jù)實驗要求安裝的實驗裝置如圖8(圖為已接通電源剛要釋放紙帶的情況)，請改正乙同學(xué)的五個錯誤.①電源

；②電磁打點計時器位置

；③滑輪位置

；④小車位置

；⑤長木板

.答案解析圖8應(yīng)用6V以下的交流電源應(yīng)靠右端應(yīng)使細(xì)繩平行于木板應(yīng)靠近打點計時器應(yīng)墊高右端以平衡摩擦力解析電磁打點計時器應(yīng)使用低壓(6V以下)交流電源，且要固定在長木板無滑輪的一端，即應(yīng)靠右端；釋放小車時，小車應(yīng)靠近打點計時器；連接小車的細(xì)繩應(yīng)平行于木板，故應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪位置使細(xì)繩平行于木板；實驗時應(yīng)平衡摩擦力，使小車所受重力沿木板方向的分力與小車所受摩擦力平衡，故應(yīng)墊高長木板右端以平衡摩擦力.例2在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，某次實驗測得如下數(shù)據(jù)：當(dāng)m一定時，a與F的關(guān)系如表一所示；當(dāng)F一定時，a與

的關(guān)系如表二所示.表一F/N1.002.003.004.00a/(m·s－2)1.903.955.857.62表二

0.520.670.801.00a/(m·s－2)1.532.102.493.10(1)在如圖9所示的相應(yīng)坐標(biāo)系中，根據(jù)表一、表二所給數(shù)據(jù)作出圖象.答案圖9答案如圖所示答案(2)由圖象可以判定：當(dāng)m一定時，a與F的關(guān)系成

；當(dāng)F一定時，a與m的關(guān)系成

.(3)在研究a與m的