1、3.2 實驗：探究加速度與力、 質(zhì)量的關(guān)系,1,1、探究加速度與力的關(guān)系,2、探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系,3、掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法,教學(xué)目標,2,復(fù)習(xí)回顧,1、牛頓第一定律：,一切物體總保持勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)為止。,2、慣性體現(xiàn)物體運動狀態(tài)改變的難易程度，其大小由什么決定？,物體的質(zhì)量是慣性大小的唯一量度。質(zhì)量越大，運動狀態(tài)越不容易改變。,3,賽 車,4,思考：,1、物體的加速度a可能和哪些因素有關(guān)?,Mm,結(jié)論：當(dāng)力一定時，物體的加速度隨著質(zhì)量的增大而減小。,5,F1F2,結(jié)論：當(dāng)物體質(zhì)量一定時，物體的加速度隨著力的增大而增大。,6,2、加速度a

2、與力F 、質(zhì)量m存在怎樣的定量關(guān)系呢?,m一定， a F； F一定， a1/m。,假設(shè)和猜想：,7,一、確定研究方法,應(yīng)該采用什么樣的物理方法來研究a與F、m的定量關(guān)系呢?,保持m不變，研究a與F的關(guān)系;,保持F不變，研究a與m的關(guān)系。,研究方法：控制變量法,8,二、實驗設(shè)計,實驗器材:,打點計時器、紙帶及復(fù)寫紙、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤和砝碼、細繩、低壓交流電源、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺。,9,研究對象，可用天平測出其質(zhì)量M,鉤碼的質(zhì)量m，其總重力G當(dāng)作小車受到的拉力F,從打點計時器打出的紙帶計算出小車的加速度a,1、怎樣測小車所受到的拉力？,2、怎樣消除小車受到的摩擦力影響？

3、,當(dāng)鉤碼質(zhì)量m遠遠小于小車的質(zhì)量M時,即m M，可認為鉤碼重力近似等于繩子拉力，用以表示小車受到的合外力F.,平衡摩擦力,10,G,G1,FN,f,G1=f.,將木板適當(dāng)傾斜（墊上薄木塊），使小車在不受拉力作用時（不掛鉤碼，但要連接紙帶）能拖著紙帶在木板上近似做勻速直線運動.,實驗條件：,平衡摩擦力的方法：,當(dāng)鉤碼質(zhì)量m遠遠小于小車的質(zhì)量M,即m M時，可認為鉤碼重力近似等于繩子拉力，用以表示小車受到的合外力F,思考：平衡摩擦力f后。如果僅改變小車的質(zhì)量，還需要再次平 衡摩擦力嗎？,11,實驗步驟:,1.用天平測出小車的質(zhì)量M;,2.安裝好實驗裝置，在小車上裝好紙帶（不掛鉤碼）， 紙帶另一端穿

4、過計時器限位孔，調(diào)整木板傾斜程度， 直到小車拖著紙帶做勻速直線運動，從而平衡摩擦力;,3.控制小車質(zhì)量不變，用細線將鉤碼與小車相連，打開打點計時器，釋放小車，測出一組數(shù)據(jù);,4.改變鉤碼質(zhì)量m（鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量），多測幾組數(shù)據(jù);,5.控制鉤碼質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量（不需再平衡摩擦力），再測幾組數(shù)據(jù).,12,6、數(shù)據(jù)處理,0.10 0.146,0.20 0.302,0.30 0.428,0.40 0.592,0.50 0.751,如何更直觀地處理數(shù)據(jù)？,13,當(dāng)拉力不變時,怎樣化曲線為直線？,14,注 意 事 項,(1)在本實驗中，必須平衡摩擦力，方法是將長木板的一端墊起，而墊起的位置要恰

5、當(dāng)在位置確定以后，不能再更換傾角,(2)改變m和M的大小時，每次小車開始釋放時應(yīng)盡量靠近打點計時器，而且先通電再放小車,(3)作圖時，要使盡量多的點在直線上，不在直線上的點應(yīng)對稱分布在直線的兩側(cè)，誤差較大的舍去.,注意：如果采用氣墊導(dǎo)軌，則不需平衡摩擦力； 如果有力傳感器等可以直接測出細線拉力的裝置，不需滿足m M的條件.,15,其他設(shè)計方案,以小車、一端帶滑輪的長木板、粗線、砝碼、鉤碼、天平、刻度尺、寬口夾子為實驗器材，研究小車的運動。,16,17,18,參考方案三:利用氣墊導(dǎo)軌來探究,19,2020/7/31,20,光電門,數(shù)字計時器,氣墊導(dǎo)軌,例題：實驗后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了aF關(guān)系圖線如

6、圖甲、乙所示；請分析其原因各是什么？,甲,乙,沒加拉力就產(chǎn)生了加速度，說明導(dǎo)軌有定滑輪的一端低，另一端高，即平衡摩擦力時導(dǎo)軌與水平面的夾角太大。,當(dāng)加一定的拉力后，還沒產(chǎn)生加速度，說明有較大的摩擦力影響，說明還沒有平衡摩擦力或是平衡摩擦力不足。,21,1按實驗要求裝置好器材后，應(yīng)按一定步驟進行實驗，下列操作步驟的安排順序不盡合理，請按合理的順序?qū)⒆帜复柼顚懺谙旅鏅M線上_ A保持砂桶里砂子的質(zhì)量不變，在小車里加砝碼，測出加速度，重復(fù)幾次 B保持小車質(zhì)量不變，改變砂桶里砂子的質(zhì)量，測出加速度，重復(fù)幾次,DCEBAGF,22,C用天平測出小車和小桶的質(zhì)量 D平衡摩擦力，使小車近似做勻速直線運動 E

7、掛上小桶，放進砂子，接通打點計時器的電源，放開小車，在紙帶上打下一系列的點 F根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，分別畫出a-F和a-m圖象 G在每條已打點的紙帶上，選取比較理想的部分，算出加速度,23,2如圖是某些同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖象，下列說法中正確的是 ( ) A形成圖甲的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大 B形成圖乙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小 C形成圖丙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大 D形成圖丁的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小,AD,24,3關(guān)于力和運動的關(guān)系,下列說法中正確的是 ( ) A.物體的速度不斷增大,表示物體必受力的作用 B.物體的位移不斷增大,表示物體必受力的作用 C.物體朝

8、什么方向運動,則這個方向上物體必受力的作用 D.物體的速度大小不變,則其所受的合力必為零,A,25,4、某次實驗用打點計時器交流電的頻率為50Hz，紙帶的記錄如圖4-2-9所示，圖中前幾個點模糊，因此從A點開始每打五個點取一個計數(shù)點，其中B、C、D、E點的對應(yīng)速度 vB= m/s, vC= m/s, vD= m/s, vE= m/s，由此測得小車的加速度a= m/s2,0.253,0.328,0.403,0.478,0.75,26,5圖為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中用打點計時器打出的一條較理想的紙帶，紙帶上A、B、C、D、E、F、G為七個相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1 s，各計數(shù)點間距離如圖中所示，單位是cm小車的加速度是多少？,27