《实验：探究加速度与力、质量的关系》.ppt

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,*,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：,1,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？,2,第二节,探究加速度与力、质量的关系,实验：,心动 不如行动,3,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：,4,钩码的总重力,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、,5,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,6,4.,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,7,测加速度法,方案一：,8,实验装置图,方案一：,9,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？,10,当小车质量不变时,次数,F/N,a/m,s,-2,1,2,3,4,5,0.10 0.146,0.20 0.302,0.30 0.428,0.40 0.592,0.50 0.751,F,/,N,a/m,s,-2,0.15,0.30,0.45,0.60,0.75,0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5,如何更直观地处理数据？,结论 aF,11,2.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？,12,m,/,kg,a/m,s,-2,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2,a/m,s,-2,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5,/kg,-1,m,1,当拉力不变时,次数,m/kg,a/m,s,-2,1,2,3,4,5,/kg,-1,2.50,2.00,1.33,1.00,0.83,m,1,0.400 0.861,0.500 0.692,0.750 0.470,1.000 0.352,1.200 0.290,结论a1/m,13,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,aF a1/m,结论,14,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/s,2,4.打点计时器打点周期T=0.02s,心动 不如行动,15,1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,16,2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,17,3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,18,方案二：,比较法,19,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,？,20,1、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,x,1,x,2,F,1,F,2,F,1,F,2，,在相同的时间内:,x,1,=a,1,t,2,x,2,=a,2,t,2,a,1,/,a,2,=x,1,/x,2,测量出x,1、,x,2,2、控制F相同，探讨,加速度a与m,的关系,21,22,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2,1,2,3,4,5,位移x,1,/cm,位移x,2,/cm,(M+m,2,)（g）(表示F,2,大小),盘中砝码m,2,（g）,300 0 10,50,20,30,40,60,盘中砝码m,1,（g）,(M+m,1,)（g）(表示F,1,大小),70,23,F,2,/,F,1,x,2,/,x,1,0,次数,1,2,3,4,x,2,x,1,F,2,F,1,F,a,a,1,a,2,24,为什么,x,2,/x,1,可以表示小车2的,a,？,为什么,F,2,/,F,1,可以表示小车2的,F,?,思考：,25,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2,1,2,3,4,5,(M+m,1,),(M+m,2,),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m,1,（g）,位移x,1,/cm,100,50,150,200,250,车上砝码 m,2,（g）,位移x,2,/cm,小车1质量M,1,小车2质量M,2,300,26,x,2,/,x,1,0,次数,1,2,3,4,M,2,/,M,1,x,2,x,1,M,2,M,1,M,1,/,M,2,M,1,M,2,a,m,1,a,1,a,2,27,为什么,x,2,/x,1,可以表示小车2的,a,？,为什么,M,2,/,M,1,可以表示小车2的,M,?,为什么M,2,/M,1,又表示小车2的1/M,?,思考：,28,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,aF a1/m,29,1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,30,同学们,再见！,31,