人教版必修一 4.2 实验：探究小车的加速度与力、质量的关系(共25张PPT)

0.2
0
0.5
1.0 1.5 2.0
2.5
1 m
/kg -1
1/m(kg -1) 2.50 2.00 1.33 1.00 0.83
得出结论：
在误差允许的范围内，加速度与力成 正比，与质量成反比。即：
m 一 定 ： aF
F一定：a 1 m
例1：在“验证牛顿运动定律”的实验中， 采用如图所示的实验装置，小车及车中砝
实 验 方 案
合外力 保持不 变
质量保 持不变
方案二: Δx=aT2
方案三：a=ΔV/Δt 气垫导轨、光电门
数字计时仪 挡光板 △x 光电门1 光电门2
t
x x
a v v0 t2 t1
t
t
气垫导轨装置
四、实施计划
（1）选择实验仪器 （2）设计实验步骤 （3）列出注意事项 （4）分析误差来源
法中正确的是( BCD ) A．平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上 B．连接砝码盘和小车的细绳应与长木板保持平行 C．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动 D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车 4．在“验证牛顿第二定律”的实验中，在研究加速度a与小车的质量M的关系时，由
于没有注意始终满足M≫m的条件，结果得到的图象应是图中的( D )
小结
猜想 探究
目的、原理、方案、 结论
作业：整理实验方案
(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增 加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？
___取__下__牵__引__砝_码__，__M_放__在__任__意__位_置__都__不__动______________________
(2)若取M＝0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的
表示出来，该关系图象应选（ C ）
A．a－m图象 B．m－a图象 C．a－1/m图象 D.1/m－a图象 2．如果a－图象是通过原点的一条直线，则说明( B ) A．物体的加速度a与质量m成正比 B．物体的加速度a与质量m成反比 C．物体的质量m与加速度a成正比 D．物体的质量m与加速度a成反比 3．在利用打点计时器和小车做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，下列说
车 间 优 秀 班 组先进 的事迹 材料
我 们 班 组 成 员有很 多都是 xx铝业 xx年x月 xx至x月 进厂 的员工 ,这批新 进厂员 工年龄 参 差 不 齐 ,思 想意识 各异,人 员来自 多个企 业厂矿 和团场 ,以前 从事的 工作各 有不同 , 拥 有 的 能 力 也不一 样,由于 以前从 来都没 干过电 解铝行 业,完全 是从零 开始学 起,因 此 说 给 管 理 和技术 教育带 来了很 大的难 度,为此 xx铝业 公司领 导及时 从内地 抽调了 一 大 批 熟 业 务,懂技 术,肯吃 苦,作 为我们 的带头 人,领导 我们从 事电解 铝的工 作。xxx 就 是 这 样 一 位优秀 的班组 领导。 班长在 闲聊时 说到:“做 为一 个班组 管理人 员,我感 觉 到 身 上 的 担子不 轻,从质 量管理 到安全 管理,从 人员管 理到现 场管理 ,从思 想认识 态 度 管 理 到 操作技 术水平 管理;每 一项都 得看在 眼里记 在心里 ,必须 把每一 位员工 的 工 作 表 现 、思想 认识状 态刻在 记忆,和 未来的 表现对 比,发现 其有益 的变化 ,在这 个 过 程 ,我 觉 得我是 在学习 体会,感 悟人的 心灵的 碰撞。 人际之 间的交流有时候是一 种 很 微 妙 的 东西,你 今天和 他有过 一点心 灵体会 ,感情色 彩过于 浓时,有 时会 误解或 走 入 歧 途 ;因 此人际 之间的 交流必 须以追 求公司 整体利 益最大 化为目 的,思 考和行 动 的 顺 序 是 公司的 发展和 利益为 先,然后 才是自 己的利 益,没有 公司这 个大家 ,哪有
力是物体产 生加速度的 原因
一、提出问题
猜想：加速度与哪些因素 有关？
你猜想的理由是什么？
加速度与力、质量有关
二、做出假设
成反比
a、 F、 m 之间的关系
成正比
猜想？
三、制定计划
1、到目前为止，我们所学过的有关 加速度的表达式有哪些？
2、根据以上表达式，我们分别可以设计 什么样的实验方案来测量物体的 加速度？（发挥你的想象力！）
(用Δt1、Δt2、D、x表示)
表达交流(3分钟)
小组间进行交流，相互间取长补短，讨论实验中存 在的问题。同时通过本节课的学习，看看有没有 实现以下的学习目标：
1.学会用控制变量法研究物理规律 2.验证牛顿第二定律 3.掌握利用图像处理数据的方法
随堂达标检测
（时间5分钟，满分100分）
1. 为了更直观地反映物体的加速度a与物体质量m的关系，往往用二者的关系图象
(3).调节木板上的滑轮使拉小车的细线要与长 木板平行
(4).起初小车应靠近打点计时器处，且先接通 电源再释放小车
(5).注意不要让小车撞到定滑轮
次数
当小车
1
质量不
2
变时
3
4
5
a/m·s -2
0.75
0.60
0.45
F/N
a/m ·s -2
0.10
0.146
0.20
0.302
0.30
0.428
0.40
方案一： x
1
at2
2
Ｆ 小车
黑板擦或夹子
Ｆ 小车
x 由于两小车同时
启动、同时停止, 故运动时间相同
1 2
at2
a1 x1 a2 x2
探究a与 F 让两小车的质量相同m1=m2，两 的关系时 托盘钩码的个数不同 (F1 ≠F2) 。
探究a与m 让两托盘钩码的个数相同(F1=F2) 的关系时 两小车的质量不同m1 ≠ m2 。
0.592
0.50
0.751
如何更直观 地处理数据？
0.30
0.15
F/ N
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
次数
1
当拉
2
力不
3变时45源自a/m·s -21.0
m/kg
0.400 0.500 0.750 1.000 1.200
a/m ·s -2
0.861 0.692 0.470 0.352 0.290
0.8 0.6
0.4
0.2
m/ kg
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
次数
1
当拉
2
力不 变时
3 4
5
a/m·s -2 1.0
0.8
0.6
m/kg
0.400 0.500 0.750 1.000 1.200
a/m ·s -2
0.861 0.692 0.470 0.352 0.290
0.4
方案二： 利用打点计时器来探究加速度与力、质量
的关系
小车 纸带 打点计时器 如何求加速度？ 如何求质量？ 如何求合外力？
探究思路：
保持m一定，探究a与 F的关系 控制变量法
保持F 一定， 探究a与m的关系
注意事项
(1).要使砂(砝码)和小桶(盘)的总质量远小于小 车的总质量（m’＜＜m）
(2).平衡摩擦力时不要挂小桶，应连着纸带且 通过打点记时器的限位孔
码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量
用m表示，小车的加速度可由小车后拖动 的纸带打上的点计算出．
(1)当M与m的大小关系满足___M_≫__m__时，才可以认为绳对小车的 拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码 的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测1出/M相应的加速度， 采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M 的平衡关摩系擦，力时应木该板做倾角a与过大________的图象．
一个是___D_____．
A．m1＝5g
B．m2＝15g C．m3＝40g
D．m4＝400g
(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加 速度的表达式为： _________________a_=_[_(D__/ Δ__t1_)_2__(_D__/Δ_t_2_)_2]_/2_x__________________.
探究加速度 与
力、质量的关系
伽利略的研究之路
修正 推广
对现象 的一般
观察
提出 假设
实验 验证
运用逻 辑得出
结论
探究的一般过程
1.提出问题 2.作出假设
3.制定计划
4.实施计划 5.得出结论
6.表达交流
复习牛顿第一定律： 力和运动的关系是怎样的？
力是改变物 体运动状态 的原因
力是物体速 度改变的原 因
(3)如图(a)，甲同学根据测量数据做出的
a－F图线，说明实验存在的问题是________．
(4)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线， 如图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？ 两小车及车上砝码的总质量不同
目标突破2 例2：为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行 实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器 通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并 记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽 度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：