物理：4.2-4.3《影响加速度的因素》课件(粤教版必修1)

图 1
A．用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量； ．用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量；
E． ． 保持小桶及其中砂子的质量不变， 保持小桶及其中砂子的质量不变， 增加小车上的砝 码个数，并记录每次增加后的 m 值，重复上述实 码个数， 验； F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值； ．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值； G．作 a－m 关系图象，并由图象确定 a－m 关系． ． － 关系图象， － 关系． (1)该同学漏掉的重要实验步骤是 该同学漏掉的重要实验步骤是________，该步骤应 该同学漏掉的重要实验步骤是 ， 排在________步实验之后． 步实验之后． 排在 步实验之后 (2)在上述步骤中， 在上述步骤中， 有错误的是________， 应把________ 在上述步骤中 有错误的是 ， 应把 改为________． ． 改为 (3)在上述步骤中 ， 处理不恰当的是 在上述步骤中， 处理不恰当的是________， 应把 在上述步骤中 ， ________改为 改为________． 改为 ．
第二节 影响加速度的因素 第三节 探究物体运动与受力的关系
目标导读 1.通过实验探究加速度与力和质量的定量 通过实验探究加速度与力和质量的定量 关系.2.学会用控制变量法探究加速度与力、 关系 学会用控制变量法探究加速度与力、质量的关 学会用控制变量法探究加速度与力 能用“ 系.3.能用“化曲为直”的思想处理物理量之间的反比 能用 化曲为直” 关系.4.培养学生动手操作能力． 关系 培养学生动手操作能力． 培养学生动手操作能力
解析 (1)在连续相等的时间间隔内，从纸带上可得到 四段位移大小，可以选用逐差法计算加速度． 由纸带上的数据可知s1＝6.19 cm，s2＝6.70 cm，s3＝ 7.21 cm，s4＝7.72 cm.电火花计时器的打点周期为T＝ s3－s1 1 1 ＝ s＝0.02 s，用逐差法计算加速度为a1＝ f 50 2×(2T)2 s4－s2 1 2 2 ＝3.19 m/s ，a2＝ ＝3.19 m/s ，所以a＝2(a1＋ 2×(2T)2 a2)＝3.2 m/s2.
答案
(1)该同学漏掉的重要实验步骤是平衡摩擦力， 该同学漏掉的重要实验步骤是平衡摩擦力， 该同学漏掉的重要实验步骤是平衡摩擦力
步实验之后． 该步骤应排在按图装好实验器材即 B 步实验之后． (2)在上述步骤中，有错误的是步骤 D，应把 6 V 电压 在上述步骤中， 在上述步骤中 ， 以下交流电压的学生电源． 的蓄电池改为 6 V 以下交流电压的学生电源． (3)在上述步骤中， 在上述步骤中， 在上述步骤中 处理不恰当的是步骤 G， ， 应把 a－m － 1 图象改为 a－m图象 －
打点计时器需要低压交流电源， 错误； 解析 打点计时器需要低压交流电源，所以 A 错误； 若用钩码代替装有砂子的小桶进行实验， 若用钩码代替装有砂子的小桶进行实验，由于钩码的 质量太大，不利于进行调节拉力的大小， 错误； 质量太大，不利于进行调节拉力的大小，故 B 错误； 图象进行验证， 用 a－1/M 图象进行验证，这样能更直观地对问题进 － 行判断， 正确； 行判断，所以 C 正确；本实验是探究 a 与 F、m 的关 、 是不对的， 系，直接运用牛顿第二定律 a＝F/m 求出 a 是不对的， ＝ 这是一种逻辑错误． 这是一种逻辑错误．
(3)由图 4 可分析，当加速度 a 为零时，此时必须提供 由图 可分析， 为零时， 一定的拉力 F ，说明实验前没有平衡摩擦力或者平衡 摩擦力不充分． 的图甲中， 摩擦力不充分．图 2 的图甲中，木板应该适当垫高右 端． 答案 (1)3.2
1 (2)a (2)a= 2m
m/s2
(3)实验前没有平衡摩 (3)实验前没有平衡摩
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 度 a/(m·s－2) 小车质量 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 m/kg 1 /kg－1 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60 m
擦力或者平衡摩擦力不充分
课时作业
1．在本实验中，下列做法和理由正确的是 ．在本实验中， A．实验中所用电源为低压直流电源 ． B．可以将装有砂子的小桶用钩码代替，这样会使 ．可以将装有砂子的小桶用钩码代替， 实验更加方便 C．实验结果不用 a－M 图象，而用 a－1/M 图象， ． 图象， － 图象， － 是为了便于根据图象直观地作出判断 D．小车运动的加速度可用天平测出小桶和砂的质 ． 量(M′和 m′)以及小车质量 M 后直接用公式 a ′ ′ 以及小车质量 求出且满足(M′ ＝(M′＋m′)g/M 求出且满足 ′＋m′)≪M ′ ′ ′≪ ( )
解析 本题主要考查对实验原理和实验步骤的理解和 分析， 分析，实验中把小桶及其中砂子的重力看做与小车所 受拉力大小相等，没有考虑摩擦力， 受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故必须平衡摩擦 电磁打点计时器接在6 电压的蓄电池上将无法 力．电磁打点计时器接在 V电压的蓄电池上将无法 工作，必须接在6 V以下交流电压的学生电源上．作 以下交流电压的学生电源上． 工作，必须接在 以下交流电压的学生电源上 a－m关系图象，得到的是双曲线，很难作出正确的 － 关系图象 得到的是双曲线， 关系图象， 1 判断，必须“化曲为直” 改作a－ 关系图象． 判断，必须“化曲为直”，改作 －m关系图象．
答案 C
2． ． 同学们在做探究加速度与物体质量和合外力的关系 的实验时： 的实验时： (1)甲同学为了使小车受到的合外力等于小桶和砂的 甲同学为了使小车受到的合外力等于小桶和砂的 总重量，他采用如下两个措施： 总重量，他采用如下两个措施： 平衡摩擦力： ①平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小 木块，反复移动木块的位置，直到小车在小桶的拉 木块，反复移动木块的位置， 动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动； 动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动； 调整砂的多少， ②调整砂的多少，使砂和桶的总质量 m 远小于小车 和砝码的总质量 M. 请问：以上哪一个措施中有重大错误？ 请问：以上哪一个措施中有重大错误？
1 请在如图 3 所示的方格坐标纸中画出 a－m图线， － 图线， 并依 1 据图线求出小车加速度 a 与质量倒数m之间的关系式 是________． ．
图 3
图 4
(3)保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根 保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量， 保持小车质量不变 的变化图线， 据实验数据作出了加速度 a 随合力 F 的变化图线，如 图 4 所示．该图线不通过原点，请你分析其主要原因 所示．该图线不通过原点， 是___________________________________________． ．
解析 (1)①中平衡摩擦力时，不应用小桶拉动小车做 匀速运动，应让小车带动纸带下滑来平衡摩擦力； (2)由于未满足 m≪M，拉小车的合外力 F<mg，因此， F mg M＝ a < a .
答案 见百度文库析
3．用如图 5 所示装置，探究“加速度与力、质量的关 ． 所示装置，探究“加速度与力、 的活动中： 系”的活动中：
预习梳理
1．在探究加速度与力、质量的关系时，先让其中一个 ．在探究加速度与力、质量的关系时， 量保持不变，来探究其他两个量之间的关系， 量保持不变，来探究其他两个量之间的关系，这种 研究问题的方法叫 法． 控制变量
2．加速度与物体所受力的关系 ．加速度与物体所受力的关系 不变， 保持物体的 质量 不变，测量物体在不同的力的作 的关系． 用下的 加速度，分析 加速度 力 的关系． 与 3．加速度与物体质量的关系 3．加速度与物体质量的关系 物体 保持物体所受合外力不变， 保持物体所受合外力不变，测量不同 质量 的物体 合外力不变 在该力作用下的加速度，分析加速度与 质量的关 系．
平衡摩擦力时， 不应挂托盘， 但应带纸带运动， 解析 平衡摩擦力时，不应挂托盘，但应带纸带运动， 所以 A 错，D 对；实验中要求始终保持小车和砝码的 质量远远大于托盘和砝码的质量，所以 B 不正确；同 不正确； 质量远远大于托盘和砝码的质量， 也不正确． 时 C 也不正确．
答案 D
二、实验操作问题 典例 2 用如图 1 所示的装置研究在 一定时， 作用力 F 一定时，小车的加速度 a 的关系， 与小车质量 m 的关系，某位同学设 计的实验步骤如下： 计的实验步骤如下： B．按图装好实验器材； ．按图装好实验器材； C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶； ．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶； D． ． 将电磁打点计时器接在 6 V 电压的蓄电池上， 电压的蓄电池上， 接 通电源，放开小车， 通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一 系列点，并在纸带上标明小车质量； 系列点，并在纸带上标明小车质量；
(2)乙同学在实验中，他保持小车及砝码总质量 M 不 乙同学在实验中， 乙同学在实验中 反复改变砂的质量，并测得一系列数据， 变，反复改变砂的质量，并测得一系列数据，结果发 现小车受到的合外力(小桶及砂的总重量 现小车受到的合外力 小桶及砂的总重量 mg)与加速度 与加速度 的比值略大于小车及砝码总质量 M，经检查发现滑轮 ， 非常光滑，打点计时器工作正常， 非常光滑，打点计时器工作正常，且事先基本上平衡 了摩擦力，那么出现这种情况的主要原因是什么？ 了摩擦力，那么出现这种情况的主要原因是什么？
三、数据处理和误差分析 典例3 典例 某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合 某同学设计了一个探究加速度 与物体所受合 及质量m关系的实验 所示， 力F及质量 关系的实验，如图 所示，图甲为实验 及质量 关系的实验，如图2所示 装置简图(交流电的频率为 装置简图 交流电的频率为50 Hz)． 交流电的频率为 ．
探究归纳
一、实验原理和注意的问题 探究加速度与力、质量的关系”实验中， 典例 1 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中， ( ) 下列说法中正确的是 A．平衡摩擦力时，托盘应用细线通过定滑轮系在 ．平衡摩擦力时， 小车上， 小车上，但托盘内不能装砝码 B．实验中无需始终保持小车和砝码的总质量远远 ． 大于托盘和砝码的质量 C．实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示 ．实验中如用纵坐标表示加速度， 小车和车内砝码的总质量， 小车和车内砝码的总质量， 描出相应的点在一条 直线上时， 直线上时，即可证明加速度与质量成反比 D．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好， 因 ．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好， 为运动过程中纸带也要受阻力
图 5
(1)某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装 某同学在接通电源进行实验之前 某同学在接通电源进行实验之前， 所示． 请你指出该装置中错误或不妥之处： 如图 5 所示 ． 请你指出该装置中错误或不妥之处 ： ______________________________________________ __________________. (2)改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验．图 6 改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验． 改正实验装置后 是他在实验中得到的一条纸带， 是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之 间的时间间隔为 0.1 s，由图中的数据可算得小车的加 ， 速度 a 为________m/s2.
图 2
(1)图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车 图乙为某次实验得到的纸带， 图乙为某次实验得到的纸带 的加速度大小为________m/s2(保留两位有效数字 ． 的加速度大小为 保留两位有效数字)． 保留两位有效数字 (2)保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量 m，分别得 保持砂和砂桶质量不变， 保持砂和砂桶质量不变 ， 1 数据如下表： 到小车加速度 a 与质量 m 及对应的m，数据如下表：
(2)根据题目提供的小车加速度 a 与质量 m 对应的倒数 根据题目提供的小车加速度 1 的有关数据， 个对应点， m的有关数据，可在坐标纸中描出 8 个对应点，用一 条平滑曲线连接各点，使尽量多的点落在直线上， 条平滑曲线连接各点，使尽量多的点落在直线上，不 在直线上的点大致均匀分布在直线的两侧， 在直线上的点大致均匀分布在直线的两侧，得到的 1 1 a－m图线如下图所示，由图可得 a＝ m/s2. － 图线如下图所示， ＝ 2m