实验探究加速度和力质量的关系省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

探究加速度与力、质探究加速度与力、质量关系量关系第1页控制变量法控制变量法 m一定一定 aF F一定一定 am（一）试验探究：（一）试验探究：1 1、试验方法、试验方法 ：2 2、试验数据分析方、试验数据分析方 法法 ：画出画出a-Fa-F和和a-1/ma-1/m图像图像第2页试验探究试验探究试验探究试验探究问题问题1怎样测量加速度？怎样测量加速度？问题问题2怎样测量小车受到拉力？怎样测量小车受到拉力？问题问题3怎样减小摩擦力影响？怎样减小摩擦力影响？方案一：方案一：第3页问题问题4 4、绳子拉力等于钩码重量吗？、绳子拉力等于钩码重量吗？为何？为何？不等于！因为钩码向下加速，所以绳不等于！因为钩码向下加速，所以绳子拉力小于钩码重力。子拉力小于钩码重力。问题问题5 5、什么情况下钩码重力能够近似等于、什么情况下钩码重力能够近似等于 绳子拉力即小车所受合外力？绳子拉力即小车所受合外力？当砝码质量比小车质量小得多时，绳子拉力当砝码质量比小车质量小得多时，绳子拉力近似等于砝码重力，即小车受到合外力近似近似等于砝码重力，即小车受到合外力近似等于砝码重力。等于砝码重力。第4页试验过程试验过程试验过程试验过程3 3（1 1）用天平测出小车和小盘质量）用天平测出小车和小盘质量 M M 和和m m，并，并把数据统计下来把数据统计下来(要求：要求：M M m m)（2 2）按试验装置图把试验器材安装好，但不）按试验装置图把试验器材安装好，但不要把悬挂小盘细绳系在小车上要把悬挂小盘细绳系在小车上（3 3）平衡摩擦力）平衡摩擦力（4 4）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先通电源再放开小车，取下纸带，并标注牵引力通电源再放开小车，取下纸带，并标注牵引力（5 5）保持小车质量不变，在小盘内放入质量）保持小车质量不变，在小盘内放入质量为为m m1 1小物体，重复上述试验小物体，重复上述试验（6 6）重复上述试验屡次后，停顿试验，整理器材）重复上述试验屡次后，停顿试验，整理器材第5页试验探究试验探究试验探究试验探究数据处理数据处理数据分析数据分析数据分析数据分析2 2 2用纵坐标表示加速度用纵坐标表示加速度用纵坐标表示加速度用纵坐标表示加速度 a a，横坐标表示牵引力，横坐标表示牵引力，横坐标表示牵引力，横坐标表示牵引力F F作作作作a a F F 图象图象图象图象次数次数次数次数牵引力牵引力牵引力牵引力F F/N/N加速度加速度加速度加速度a a1 12 23 34 45 50.200.300.400.500.600.300.100.150.210.26F F/N/Na a/ms/ms2 20 00.100.100.200.200.300.300.400.400.200.20 0.400.40 0.600.60a a F F 图象是一条过原点倾斜直线图象是一条过原点倾斜直线图象是一条过原点倾斜直线图象是一条过原点倾斜直线a F第6页(2)把不一样质量把不一样质量(小车与车内砝码总质量小车与车内砝码总质量)小车在相小车在相同力作用下产生加速度填在下表中：同力作用下产生加速度填在下表中：试验次数加速度加速度a/(ms2)小车总质量m/kg1234第7页由以上数据画出它由以上数据画出它am图象及图象及a 图象，如图图象，如图实实43甲、乙所表示甲、乙所表示图实图实43经过经过am和和a 关系图象，我们能够得出小车加速度关系图象，我们能够得出小车加速度a与质量与质量m成反比，与质量倒数成反比，与质量倒数 成正比成正比第8页4 4、注意事项：、注意事项：1 1）小桶和砝码质量要远远小于小车质量，这么小）小桶和砝码质量要远远小于小车质量，这么小车受到拉力才等于砝码质量车受到拉力才等于砝码质量2 2）要将长木板一端适当垫高，用小车重力分力将）要将长木板一端适当垫高，用小车重力分力将摩擦力平衡掉。摩擦力平衡掉。在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘细线系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并细线系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点纸带运动要让小车拖着打点纸带运动3 3）每次开始时小车应尽可能靠近打点计时器，并）每次开始时小车应尽可能靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车抵达滑应先接通电源，再放开小车，且应在小车抵达滑轮前按住小车轮前按住小车4 4）作图象时，要使尽可能多点在所作直线上，不）作图象时，要使尽可能多点在所作直线上，不在直线上点应尽可能对称分布在所作直线两侧在直线上点应尽可能对称分布在所作直线两侧第9页方案二：方案二：利用气垫导轨来探究加速度利用气垫导轨来探究加速度与力、质量关系与力、质量关系第10页图图 2:2:滑块和挡光片滑块和挡光片 第11页图图 3:3:光电门光电门 第12页第13页第14页光电门光电门1 1光电门光电门2 2挡光板挡光板 xX/t第15页小车小车夹子方案三：方案三：书本上参考案例中试验方案书本上参考案例中试验方案因为两小同时开启、同时停顿因为两小同时开启、同时停顿,故运动时间相同故运动时间相同第16页m一定时：一定时：F一定时：一定时：只需验证：只需验证：（）（）m m光滑水平面光滑水平面F F第17页1 1某学生做某学生做“探究加速度与力、质量关系探究加速度与力、质量关系”试试验在平衡摩擦力时，把长木板一端垫得过高，使得验在平衡摩擦力时，把长木板一端垫得过高，使得倾角偏大他所得到倾角偏大他所得到a aF F关系可用以下哪个图线表关系可用以下哪个图线表示示(图中图中a a是小车加速度，是小车加速度，F F是细线作用于小车拉力是细线作用于小车拉力)()()练习：练习：第18页2 2在本试验中，在研究加速度在本试验中，在研究加速度a a与小车质量与小车质量M M关系关系时，因为没有注意一直满足时，因为没有注意一直满足M Mm m条件，结果得到图象应条件，结果得到图象应下是图中下是图中()第19页3 3在在“探究加速度与力、质量关系探究加速度与力、质量关系”试验中，某试验中，某同学选取试验装置如图所表示同学选取试验装置如图所表示(1)(1)在水平试验桌上放置一端有定滑轮长木板，将在水平试验桌上放置一端有定滑轮长木板，将不带定滑轮一端适当垫起目标是不带定滑轮一端适当垫起目标是_._.(2)(2)请指出这位同学试验装置中三处错误：请指出这位同学试验装置中三处错误：A A_ _ _；B B_；C C_。第20页4、在、在“探究加速度与力、质量关系探究加速度与力、质量关系”试验中，按试验要求安装试验中，按试验要求安装好器材后，应按一定步骤进行试验，下述操作步骤安排次序不尽好器材后，应按一定步骤进行试验，下述操作步骤安排次序不尽合理，请将合理次序填写在下面横线上：合理，请将合理次序填写在下面横线上：_(填字母代号填字母代号)A保持重物质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几保持重物质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次次B保持小车质量不变，改变重物质量，测出加速度，重复几次保持小车质量不变，改变重物质量，测出加速度，重复几次C用天平测出小车和重物质量用天平测出小车和重物质量D平衡摩擦力，使小车近似做匀速直线运动平衡摩擦力，使小车近似做匀速直线运动E挂上重物，放进砝码，接通打点计时器电源，放开小车，在挂上重物，放进砝码，接通打点计时器电源，放开小车，在纸带上打下一系列点纸带上打下一系列点F依据测量数据，分别画出依据测量数据，分别画出aF和和a 图线图线DCEABF或或DCEBAF.第21页 (江苏高考江苏高考)“探究加速度与物体探究加速度与物体质质量、物体量、物体受力关系受力关系”试验试验装置如装置如图实图实4 44 4甲所表示甲所表示图实图实444、第22页(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力过程中，打出了一条纸带在平衡小车与桌面之间摩擦力过程中，打出了一条纸带如图乙所表示计时器打点时间间隔为如图乙所表示计时器打点时间间隔为0.02 s从比较清楚从比较清楚点起，每点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间距离个点取一个计数点，量出相邻计数点之间距离该小车加速度该小车加速度a_m/s2.(结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字)(2)平衡摩擦力后，将平衡摩擦力后，将5个相同砝码都放在小车上挂上砝码个相同砝码都放在小车上挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车加速度小车加速度车加速度小车加速度a与砝码盘中砝码总重力与砝码盘中砝码总重力F试验数据以试验数据以下表：下表：砝砝码盘码盘中砝中砝码码总总重力重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度加速度a(ms2)0.691.181.662.182.70第23页请请依据依据试验试验数据作出数据作出aF关系关系图图象象图实图实45(3)依据提供试验数据作出依据提供试验数据作出aF图线不经过原点图线不经过原点请说明主要原因请说明主要原因第24页解析解析(1)a m/s20.16 m/s2或或a m/s20.15 m/s2.(2)如图实如图实46所表示所表示图实图实46第25页(3)小车、砝码盘和砝码组成系统所受合外力为砝码盘和砝小车、砝码盘和砝码组成系统所受合外力为砝码盘和砝码总重力，而表中数据漏计了砝码盘重力，造成协力码总重力，而表中数据漏计了砝码盘重力，造成协力F测量测量值小于真实值，值小于真实值，aF图线不过原点图线不过原点答案答案(1)0.16(0.15也算对也算对)(2)看法析看法析 (3)未计入砝码盘重力未计入砝码盘重力第26页7.(台州模拟)如图3410所表示，在探究加速度与力、质量关系演示试验中，若1、2两个相同小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同时间两车位移分别为x1、x2，则在试验误差允许范围内，有()A当m1m2、F12F2时，x12x2B当m1m2、F12F2时，x22x1C当m12m2、F1F2时，x12x2D当m12m2、F1F2时，x22x1第27页8.如图所表示试验装置能够探究加速度与力、质量关系，如图所表示试验装置能够探究加速度与力、质量关系，小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子沙桶总质量小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子沙桶总质量(包含桶以及桶内沙子质量包含桶以及桶内沙子质量)记为记为m，小车总质量，小车总质量(包含车、包含车、盒子及盒内沙子质量盒子及盒内沙子质量)记为记为M.(1)验证在质量不变情况下，加速度与合外力成正比：验证在质量不变情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并统计沙桶从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并统计沙桶总重力总重力mg，将该力视为合外力，将该力视为合外力F，对应加速度，对应加速度a则从打则从打下纸带中计算得出屡次改变合外力下纸带中计算得出屡次改变合外力F大小，每次都会大小，每次都会得到一个对应加速度此次试验中，桶内沙子取自小车得到一个对应加速度此次试验中，桶内沙子取自小车中，故系统总质量不变以合外力中，故系统总质量不变以合外力F为横轴，以加速度为横轴，以加速度a为纵轴，画出为纵轴，画出aF图象，图象是一条过原点直线图象，图象是一条过原点直线第28页aF图象斜率物理意义是图象斜率物理意义是_你认为把沙桶总重力你认为把沙桶总重力mg看成合外力看成合外力F是否合理？是否合理？答：答：_.(填填“合理合理”或或“不合理不合理”)此次试验中，是否应该满足此次试验中，是否应该满足Mm这么条件？这么条件？答：答：_(填填“是是”或或“否否”)；理由是；理由是_(2)验证在合外力不变情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙验证在合外力不变情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量关系此次试验中，桶内沙子总质量不变，故系统所受合外力量关系此次试验中，桶内沙子总质量不变，故系统所受合外力不变不变用图象法处理数据时，以加速度用图象法处理数据时，以加速度a为纵横，应该以为纵横，应该以_倒倒数为横轴数为横轴第29页第30页第31页第32页第33页第34页第35页第36页第37页第38页第39页第40页第41页第42页第43页第44页第45页第46页第47页