《加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》牛頓運(yùn)動(dòng)定律PPT下載
第一部分內(nèi)容：【學(xué)科素養(yǎng)•明目標(biāo)】
科學(xué)探究：1.學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律.2.掌握利用圖像處理數(shù)據(jù)的方法.3.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．
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加速度與力質(zhì)量的關(guān)系PPT，第二部分內(nèi)容：自主預(yù)習(xí)探新知
一、實(shí)驗(yàn)原理和方法
1．探究加速度a與力F及質(zhì)量m的關(guān)系，采用的基本方法是_________．
(1)如圖所示，保持小車的總質(zhì)量不變，改變小桶內(nèi)沙子的質(zhì)量，從而改變細(xì)繩對(duì)小車的________，測(cè)出小車的加速度，研究小車的加速度與拉力的關(guān)系．
(2)保持小桶和沙子的總質(zhì)量不變，即細(xì)繩對(duì)小車?yán)不變，在小車上增減砝碼，改變小車的________，測(cè)出小車對(duì)應(yīng)的加速度，研究小車的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系．
2．測(cè)量方法
(1)小車與其上砝碼的總質(zhì)量M——用天平測(cè)量．
(2)小車的加速度a——利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，由Δs＝________來(lái)計(jì)算．
(3)小車所受的合外力F——用天平測(cè)量小桶和沙子的總質(zhì)量，由G＝________來(lái)計(jì)算．
二、實(shí)驗(yàn)器材
帶定滑輪的木板、薄墊塊、小車、細(xì)繩、重物(小鉤碼或沙桶等)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、交流電源、天平、砝碼、刻度尺．
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1．用天平分別測(cè)出小車的質(zhì)量和小桶的質(zhì)量，把數(shù)據(jù)記錄下來(lái)．
2．按如圖所示安裝器材．
3．平衡摩擦力：在木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄墊塊，反復(fù)移動(dòng)薄墊塊的位置，直至不掛重物的小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可保持________狀態(tài)．這時(shí)小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)受到的________恰好與小車所受的重力________________平衡．
4．在小車上加放砝碼，小桶里放入適量的沙子，把砝碼和沙子的質(zhì)量記錄下來(lái)．把細(xì)線系在小車上并繞過(guò)滑輪懸掛小桶，先________，再________________，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取下紙帶，在紙上寫(xiě)上編號(hào)．
5．保持小車及車內(nèi)砝碼的________不變，改變沙子的________(要用天平稱量)，按步驟4再做幾次實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄的數(shù)據(jù)填入表格1中．
四、數(shù)據(jù)處理
1．探究加速度與力的關(guān)系：以a為縱坐標(biāo)、F為橫坐標(biāo)，根據(jù)表格1中的各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)．如果這些點(diǎn)在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上，說(shuō)明a與F成_______，如圖所示．
2．探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系：“a與M成反比”實(shí)際上就是“a與___成正比”．以 為縱坐標(biāo)，___為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系，根據(jù)表格2中的數(shù)據(jù)描點(diǎn)．根據(jù)a1M圖像是一條不過(guò)原點(diǎn)的直線，就能判斷a是不是與質(zhì)量M成反比，如圖所示．
3．實(shí)驗(yàn)結(jié)論
在誤差允許的范圍內(nèi)：
(1)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度大小與作用在物體上的合外力成正比．
(2)物體受到的合外力一定時(shí)，物體的加速度大小與物體的質(zhì)量成反比．
(3)綜合(1)(2)結(jié)論，則有：
物體的加速度大小與作用在物體上的合外力_____，與物體的質(zhì)量_____．
五、誤差分析
1．系統(tǒng)誤差
(1)誤差分析：本實(shí)驗(yàn)中所掛重物的重力為G，小車受到細(xì)線的拉力為T(mén).由于沙桶是在_____下降，所以_____.本實(shí)驗(yàn)中用G代替T，故存在系統(tǒng)誤差．
(2)減小誤差的方法：所掛重物的質(zhì)量_____小車的總質(zhì)量．
2．偶然誤差
(1)誤差分析：因讀數(shù)不準(zhǔn)和操作不當(dāng)造成的誤差．
①質(zhì)量的測(cè)量誤差．
②測(cè)量紙帶上各點(diǎn)間的距離的誤差．
③細(xì)線或紙帶與木板不平行造成的誤差．
④平衡摩擦力不夠(或過(guò)度)造成的誤差，該誤差使作出的圖像在橫軸(或縱軸)上產(chǎn)生截距．
(2)減小誤差的方法
①用天平和刻度尺測(cè)量時(shí)按照規(guī)范操作的要求進(jìn)行測(cè)量和讀數(shù)．
②將紙帶展開(kāi)減小摩擦．
③平衡摩擦力時(shí)，用打點(diǎn)法驗(yàn)證．
六、注意事項(xiàng)
1．在本實(shí)驗(yàn)中，必須平衡摩擦力．平衡摩擦力時(shí)不要_____．平衡摩擦力后，在后面的實(shí)驗(yàn)中不管是改變小桶內(nèi)沙子的質(zhì)量還是改變小車的質(zhì)量，都_____重新平衡摩擦力．
2．實(shí)驗(yàn)中，必須滿足小車及小車上砝碼的總質(zhì)量_____所掛小桶和沙子的總質(zhì)量．只有這樣，小桶和沙子的總重力才可以視為與小車所受細(xì)線的拉力_____．
3．在每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，從盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置由靜止釋放小車，并且先_____后_____，在小車到達(dá)定滑輪位置時(shí)_____小車．
4．利用紙帶計(jì)算加速度時(shí)，應(yīng)該求每條紙帶上加速度的_____．
5．作圖像時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)落在所作的直線上，不在_____的點(diǎn)應(yīng)盡可能_____在所作直線的兩側(cè)．偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不予考慮．
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加速度與力質(zhì)量的關(guān)系PPT，第三部分內(nèi)容：合作探究攻重難
【例1】用如圖所示的裝置研究在作用力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．用天平稱出小車和重物的質(zhì)量；
B．按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材；
C．把輕繩系在小車上并繞過(guò)定滑輪懸掛重物；
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(kāi)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)明小車質(zhì)量；
E．保持重物的質(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aM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_(kāi)___________________．
(3)在上述步驟中，處理不恰當(dāng)?shù)氖莀___________，應(yīng)把____________________改為_(kāi)___________________．
[解析] (1)實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為重物的重力與小車所受拉力大小相等，沒(méi)有考慮摩擦力，故必須平衡摩擦力．
(2)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6 V電壓的蓄電池上將無(wú)法工作，必須接在6 V交流電壓的學(xué)生電源上．
(3)作aM關(guān)系圖像，得到的是曲線，很難作出正確的判斷，必須“化曲為直”，改為a1M關(guān)系圖像．
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加速度與力質(zhì)量的關(guān)系PPT，第四部分內(nèi)容：課時(shí)演練提素養(yǎng)
1．(多選)用如圖所示的裝置探究加速度a與力F、質(zhì)量m的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是( )
A．連接重物和小車的輕繩應(yīng)和長(zhǎng)木板保持平行
B．將電火花計(jì)時(shí)器接在6 V的交流電源上，先接通電源，后放開(kāi)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)明小車質(zhì)量
C．在探究a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，作出a1m圖像能更直觀地判斷二者間的關(guān)系
D．輕繩對(duì)小車的拉力一定等于重物的重力
2．(多選)如圖所示是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的圖像，下列說(shuō)法中正確的是( )
A．形成圖甲的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大
B．形成圖乙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小
C．形成圖丙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大
D．形成圖丁的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小
3．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的裝置．
(1)本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法是________．
A．控制變量法
B．假設(shè)法
C．理想實(shí)驗(yàn)法
(2)(多選)下列說(shuō)法中正確的是________．
A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變拉力的大小
B．在探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變小車的質(zhì)量
C．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，為了直觀地判斷出二者間的關(guān)系，應(yīng)作出a1m圖像
D．當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量時(shí)，才能近似地認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力大小等于砝碼盤(pán)和砝碼的總重力大小
[解析] (1)本實(shí)驗(yàn)探究a與F、m的關(guān)系，為了探究問(wèn)題的方便，應(yīng)選擇控制變量法．
(2)在探究a與m的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持拉力F一定，改變m，故A錯(cuò)；在探究a與F的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持質(zhì)量m一定，改變F，故B錯(cuò)；在探究a與m的關(guān)系時(shí)，am圖像為曲線，不便于判斷二者關(guān)系，a1m圖像為直線，便于判斷二者關(guān)系，故C對(duì)；只有小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量時(shí)，細(xì)線的拉力大小才近似等于砝碼盤(pán)和砝碼的總重力大小，故D對(duì)．
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