《加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》牛頓運(yùn)動(dòng)定律PPT課件
第一部分內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。
2.學(xué)會(huì)用控制變量法探索物理規(guī)律。
實(shí)驗(yàn)器材
帶定滑輪的木板、薄墊塊、小車、細(xì)繩、重物(小鉤碼或沙桶)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、交流電源、天平、砝碼、刻度尺。
實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)
1．實(shí)驗(yàn)的基本思路——控制變量法
(1)保持小車的質(zhì)量不變，通過(guò)增減重物的方式改變作用于小車的拉力F，測(cè)出小車的對(duì)應(yīng)加速度a，可得a與F的關(guān)系。
(2)保持拉力F不變，通過(guò)在小車上增減砝碼的方式改變小車的質(zhì)量m，測(cè)出小車的對(duì)應(yīng)加速度a，可得a與m的關(guān)系。
2．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)——測(cè)小車的合外力
(1)木板無(wú)滑輪的一端墊高，小車受到的重力沿斜面方向的分力抵消小車受到的摩擦力及其他阻力。
(2)所掛重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，重物的重力大小近似等于小車所受的合外力大小。
實(shí)驗(yàn)步驟
(1)將小車置于帶有定滑輪的木板上，將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后掛在小車尾部。
(2)用薄墊塊將木板一端墊高，調(diào)整其傾斜程度，直至小車運(yùn)動(dòng)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)分布均勻?yàn)橹埂?/p>
(3)在細(xì)繩一端掛上重物，另一端通過(guò)定滑輪系在小車前端。注意重物質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。
(4)將小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，稍后再將小車由靜止釋放。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)，據(jù)此計(jì)算出小車的加速度。保持小車質(zhì)量不變，增加重物的質(zhì)量(重物總質(zhì)量仍遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，將小車所受的不同拉力與相應(yīng)計(jì)算出的加速度記錄下來(lái)。
(5)保持重物不變，增加或減少小車上的砝碼以改變小車的質(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，將小車的質(zhì)量與相應(yīng)的加速度記錄下來(lái)。
數(shù)據(jù)分析
(1)小車質(zhì)量m一定時(shí)，將所受拉力F與相應(yīng)加速度a的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表1中；拉力F一定時(shí)，將小車質(zhì)量m與相應(yīng)加速度a的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表2中。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
分析數(shù)據(jù)及圖像，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
1對(duì)同一物體，當(dāng)m不變時(shí)，a和F成正比。
2對(duì)不同物體，當(dāng)F不變時(shí)，a和m成反比。
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加速度與力質(zhì)量的關(guān)系PPT，第二部分內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)
考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理與操作
[典例1] 用如圖所示的裝置研究作用力F一定時(shí)，小車的加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系，某位同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．用天平稱出小車和小桶及內(nèi)部所裝沙子的質(zhì)量；
B．按圖安裝好實(shí)驗(yàn)器材；
C．把輕繩系在小車上并繞過(guò)定滑輪懸掛沙桶；
D．將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6 V電壓的蓄電池上，接通電源，放開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，并在紙帶上標(biāo)明小車的質(zhì)量M；
E．保持小桶及其中沙子的質(zhì)量不變，增加小車上的砝碼個(gè)數(shù)，并記錄每次增加后的M值，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)；
F．分析每條紙帶，測(cè)量并計(jì)算出加速度的值；
G．作aM關(guān)系圖像，并由圖像確定a和M的關(guān)系。
(1)該同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是________，該步驟應(yīng)排在________步實(shí)驗(yàn)之后。
(2)在上述步驟中，有錯(cuò)誤的是________，應(yīng)把________________改為____________________。
(3)在上述步驟中，處理不恰當(dāng)?shù)氖莀_________，應(yīng)把________改為________。
[關(guān)鍵點(diǎn)撥]
關(guān)于平衡摩擦力的三點(diǎn)說(shuō)明
(1)在木板無(wú)定滑輪的一端下面墊上一塊薄木板，反復(fù)移動(dòng)薄木板的位置，直到小車不掛重物時(shí)帶動(dòng)紙帶能在木板上勻速運(yùn)動(dòng)為止。
(2)摩擦力是否被完全平衡的判斷方法是看打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)間隔是否均勻，若打出的點(diǎn)間隔均勻就說(shuō)明小車做勻速運(yùn)動(dòng)，也就完全平衡摩擦力了。
(3)平衡摩擦力是指小車所受的重力沿斜面的分力與小車所受阻力大小相等，即mgsin θ＝μmgcos θ，等式兩邊m可消去，所以平衡摩擦力后，不管是改變重物的質(zhì)量還是改變小車的質(zhì)量，都不需重新平衡摩擦力。
[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]
1．(1)我們已經(jīng)知道，物體的加速度a同時(shí)跟合外力F和質(zhì)量m兩個(gè)因素有關(guān)，要研究這三個(gè)物理量之間的定量關(guān)系的思想方法是________________。
(2)某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如圖所示，她想用沙桶的重力表示小車受到的合外力F，為了減小這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，她先做了兩方面的調(diào)整措施：
a．用小木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高，目的是__________________________________________________。
b．使沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于________________。
(3)該同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶求加速度時(shí)，處理方案有兩種：
A．利用公式a＝2xt2計(jì)算；
B．利用逐差法根據(jù)a＝ΔxT2計(jì)算。
兩種方案中，你認(rèn)為選擇方案________比較合理。
考點(diǎn)二 數(shù)據(jù)處理和誤差分析
[典例2] “探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
(1)下列說(shuō)法正確的是________。
A．每次改變小車質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車后接通電源
C．本實(shí)驗(yàn)砝碼及砝碼盤B的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小車A的質(zhì)量
D．在用圖像探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a1mA圖像
(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，打出的一條紙帶如圖所示，他選擇了幾個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出，其中s1＝7.06 cm、s2＝7.68 cm、s3＝8.30 cm、s4＝8.92 cm，已知交流電的頻率為50 Hz，則紙帶加速度的大小是______ m/s2。(保留兩位有效數(shù)字)
(3)某同學(xué)將長(zhǎng)木板右端適當(dāng)墊高，其目的是____________。但他把長(zhǎng)木板的右端墊得過(guò)高，使得傾角過(guò)大。用a表示小車的加速度，F(xiàn)表示細(xì)線作用于小車的拉力。他繪出的aF關(guān)系圖像是________。
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