5.2 科学探究加速度与力、质量的关系 课件 (共31张PPT) 高一物理鲁科版必修第一册

(课件网) 第5章 牛顿运动定律 第2节 加速度与力、质量的关系 日常生活中，我们常见到如图5-5所示的情境: 若帮忙推车的人越多，推力越大，车的速度改变就越快; 相同推力下，若汽车是空车，则比满载时速度改变快。可见，汽车获得的加速度与其质量和所受外力有关。 通过观察，加速度与力和质量可能存在以下关系: 对同一物体，作用力越大，加速度越大: 对不同物体，在相同力的作用下，物体质量越小，加速度越大。真有这样的规律吗 下面，我们通过实验来探究加速度与力、质量之间的关系. 实验目的 (1)探究加速度与力质量的关系 (2)学用控制变量法索物理规律 实验器材: 带定滑轮的木板、薄垫块、小车、细绳、重物(小钩码或沙桶等)、打点计时器、纸带、交流电源、天平、码、刻度尺。 实验原理与设计 本实验运用控制变量法，分别探究加速度与受力大小、加速度与质量的关系实验装置如图5-6所示。 实验中，通过打点计时器打出的纸带测量小车的加速度a重物通过细绳给小车施加外力F。 若保持小车质量m不变，通过增减重物的方式改变作用于小车的拉力F，测出小车相应的加速度a，则可得a与的关系;若保持拉力F不变，通过在小车上增减砝码的方式改变小车的质量m，测出相应的加速度a，则可得a与m的关系。 实验设计有一个关键点: 如何测量小车受到的合外力 常用方法是将木板一端垫高，使小车不挂重物时能匀速运动，此时小车重力沿斜面的分力恰好抵消其所受摩擦力及其他阻力。 同时，所挂重物的质量应远小于小车的质量。 在此条件下，所挂的重物重力大小便可近似认为等于作用于小车的合外力大小。 想想这是为什么。 实验步骤 (1)将小车置于带有定滑轮的木板上，将纸带穿过打点计时器后挂在小车尾部。 (2)用薄垫块将木板一端垫高，调整其倾斜程度，直至小车运动时打点计时器在纸带上打出的点分布均匀为止。 (3)在细绳一端挂上重物，另一端通过定滑轮系在小车前端。注意重物质量应远小于小车质量。 (4)将小车靠近打点计时器后开启打点计时器，稍后再将小车由静止释放。打点计时器在纸带上打出一系列点，据此计算出小车的加速度。 保持小车质量不变，增加重物的质量(重物总质量仍远小于小车质量 )，重复实验，将小车所受的不同拉力与相应计算出的加速度记录下来。 (5)保持重物不变，增加或减少小车上的砝码以改变小车的质量，重复实验，将小车的质量与相应的加速度记录下来。 数据分析 (1)小车质量m一定时，将所受拉力F与相应加速度a的实验数据填入表5-1中: 拉力F一定时，将小车质量m与相应加速度a的实验数据填入表5-2中。 (2)利用以上数据，在坐标纸上作出m 不变时的a-F图像，并探究当F不变时，不同质量的物体对应的加速度的变化情况 实验结论 分析数据及图像，你得到的结论是: (1)对同一物体，当m不变时，与的关系是 _____ (2)对不同物体，当不变时，a与m的关系是 _____ 讨论 (1)本实验产生误差的主要原因是什么 (2)与同学讨论，为何在该实验中要垫高木板一端 为何所挂重物的质量要远小于小车质量 (若暂时没有结论，待学习完下一节内容后再进一步研究) (3)对探究方案有何改进建议 你还有其他设计方案吗 DIS实验室 探究加速度与力、质量的关系 实验设计和操作与上述实验类似，只不过测量小车的加速度时，不使用打点计时器，而是通过位移传感器、数据采集器在相连接的计算机上直接读出。 完成相关实验操作，输入相关数据，计算机可直接显示小车质量不变时的 a-F图像。 将小车质量增加为原来的2倍，重复上述过程，画出不同质量的小车对应的 a-F图像。分析图像，得出结论。 节练习 1.请参考教科书内容撰写“探究加速度与物体受力、物体质量的关系的实验报告，请对实验操作提出问题，并进行讨论 ... ...