4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系（课件） 高一物理（人教版2019必修第一册）.pptx

第四章运动和力的关系4.2实验：探究加速度与力、质量的关系人教版必修第一册大单元教学目标1.明确影响加速度的两个因素：质量和力；2.学会测量物体的质量、加速度和受到的力，通过实验探究加速度与力、质量的关系；3.会运用图像处理实验数据，得出实验结论；4.体会“控制变量法”对研究问题的意义；大单元知识解读【情景引入】与力和质量有关物体运动状态发生改变速度发生了改变是否有关？产生了加速度加速度与力、质量之间有什么样的定量关系呢？大单元知识解读知识点一、探究加速度与力、质量的关系实验1．实验猜想经验一：经验二：对同一物体，人施加的推力越大，物体的加速度越大施加相同的力，被推物体质量越小，加速度越大猜想：对于质量一定的物体，受力越大，它获得的加速度越大。猜想：同样的力，施加在不同质量的物体上，质量越小的物体获得的加速度越大大单元知识解读知识点一、探究加速度与力、质量的关系实验2.实验思路（1）探究方法：控制变量法（2）基本思路探究加速度与力的关系保持质量m不变，改变力F，分析a和力的关系探究加速度与质量的关系保持力F不变，改变质量m，分析a和F的关系实验中需要测量哪些物理量？用什么测量工具，如何进行测量？大单元知识解读实验装置知识点一、探究加速度与力、质量的关系实验3.物理量的测量（1）质量-----天平测量可通过增减在小车上的砝码的数量来实现对小车质量的改变。注意砝码与槽码的区别大单元知识解读知识点一、探究加速度与力、质量的关系实验3.物理量的测量（2）加速度?方法一：对于初速度为零的匀加速直线运动，则可利用刻度尺测量位移和秒表测量时间，然后由公式可算出;方法二：利用打点计时器打出的纸带，由来计算加速?大单元知识解读知识点一、探究加速度与力、质量的关系实验3.物理量的测量（3）合力如图所示，用悬挂槽码的方法为小车提供拉力，把木板的一段垫高，当重力沿木板向下的分力与阻力平衡时，小车受到的阻力得到补偿，小车所受绳的拉力即为小车所受到的合外力，测出槽码的总重力，它近等于小车运动时所收到的合外力。近似条件：槽码的质量远小于小车的质量大单元知识解读知识点一、探究加速度与力、质量的关系实验4.实验步骤（1）测量：用天平测量小盘和砝码的质量m′和合力小车的质量m.（2）安装：按照如图1所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力).(3)平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能匀速下滑.大单元知识解读知识点一、探究加速度与力、质量的关系实验4.实验步骤?(4)操作：①小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，断开电源，取下纸带编号码.②保持小车的质量m不变，改变小盘和砝码的质量m′，重复步骤①.③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a.④描点作图，作a－F的图象.⑤保持小盘和砝码的质量m′不变，改变小车质量m，重复步骤①和③，作a－图象.大单元知识解读知识点一、探究加速度与力、质量的关系实验5.数据处理（1）列表法将测得的F、x填入设计好的表格中，可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的.（2）图象法以弹簧伸长量x为横坐标，弹力F为纵坐标，描出F、x各组数据相应的点，作出的拟合曲线是一条过坐标原点的直线.（3）函数法弹力F与弹簧伸长量x满足F＝kx的关系.大单元知识解读知识点一、探究加速度与力、质量的关系实验6.注意事项（1）平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着打点的纸带匀速运动．（2）不重复平衡摩擦力．（3）实验条件：m?m′.（4）一先一后一按：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，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达定滑轮前按住小车．（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两侧．（6）作图时两轴标度比例要选择适当．各量需采用国际单位．大单元知识解读知识点一、探究加速度与力、质量的关系实验7.误差分析（1）系统误差：本实验用小盘和砝码的总重力m′g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．（2）偶然误差：摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．大单元重难点拓展题型一：探究加速度与力、质量的实验过程【例1】（1）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车（含砝码）质量M的关系，甲同学设计的实验步骤如下：A．用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量B．按图装好实验器材C．