第5章 第2节　科学探究：加速度与力、质量的关系（课件 学案）高中物理 鲁科版（2019）必修 第一册

第2节　科学探究：加速度与力、质量的关系 (实验课—基于经典科学探究) 一、实验装置 二、实验原理 1．保持小车的质量M不变，通过增减重物的方式改变作用于小车的拉力F，测出小车的对应加速度a，可得a与F的关系。 2．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，测出小车的对应加速度a，可得a与M的关系。 一、实验步骤 1．安装实验器材 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．平衡摩擦力 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．悬挂重物 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．收集纸带数据 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的点，据此计算出小车的加速度。 5．改变小车受力 (1)保持小车的质量不变，通过增加小钩码的数量，增加重物的质量(总质量仍远小于小车质量)； (2)重复步骤4，多做几次实验，并记录好相应纸带的编号及所挂重物的总重力m1g、m2g、m3g、…。 6．改变小车质量 (1)保持重物(小车所受的拉力)不变，通过增加或减少小车上的砝码的方式，改变小车的质量，接通电源后放开小车，用纸带记录小车的运动情况。取下纸带，并在纸带上标上号码及小车和砝码的总质量M1； (2)继续在小车上增减砝码，重复前面的步骤，多做几次实验，在每次实验得到的纸带上标上号码及小车和砝码的总质量M2、M3、…。 7．求加速度的方法 根据公式Δs＝aT2，采用逐差法计算小车加速度。将得到的数据填入相应的表格，以便进行数据处理。 二、数据处理 1．加速度和力的关系 (1)列F、a数据收集表格 根据实验操作，将相同质量的小车(小车和砝码)在不同力作用下产生的加速度填在表中： 实验序号 1 2 3 4 5 作用力(钩码 的重力)F/N 加速度a/(m·s－2) (2)作a F图像的方法 以a为纵坐标、F为横坐标，根据数据作a F图像，用曲线拟合测量点，找出规律，分析a与F的关系。 2．加速度和质量的关系 (1)列M、a数据收集表格 把不同质量的小车(小车和砝码)在相同力的作用下产生的加速度填在表中： 实验序号 1 2 3 4 5 小车和砝码 质量M/kg /kg－1 加速度a/(m·s－2) (2)作a 图像的方法 分别以a为纵坐标、M和为横坐标，根据数据作a M图像和a 图像，分析a与M的关系。 3．实验结论 分析数据及图像，得到的实验结论： (1)对同一物体，当M不变时，a和F成正比。 (2)对不同物体，当F不变时，a和M成反比。 三、注意事项 1．打点前小车应靠近打点计时器且应先接通电源后释放小车。 2．在平衡摩擦力时，不要悬挂重物，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．改变重物的质量的过程中，要始终保证重物的总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对称分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去。 四、误差分析 产生原因 减小方法 偶然误差 质量测量不准、计数点间距测量不准 多次测量求平均值 小车所受拉力测量不准 ①准确平衡摩擦力②使细绳和纸带平行于木板 作图不准 使尽可能多的点落在直线上或均匀分布在直线两侧，误差较大的点舍去 系统误差 重物的总重力代替小车所受的拉力 使重物的总质量远小于小车的质量 [关键点反思] 1．平衡摩擦力的操作过程中，要不要挂钩码？为什么？ 2．平衡摩擦力的操作过程中，要不要拖动纸带？为什么？ 3．改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力吗？ 考法(一)　实验原理与操作 [例1]　用如图所示的装置研究作用力F一定时，小车的加 ... ...