《加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》牛頓運(yùn)動(dòng)定律PPT教學(xué)課件
第一部分內(nèi)容：必備知識(shí)·素養(yǎng)奠基
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
1.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。
2.學(xué)會(huì)用_________法探索物理規(guī)律。
【實(shí)驗(yàn)器材】
帶定滑輪的長木板、薄墊塊、小車、細(xì)繩、重物(小鉤碼或沙桶等)、___________、紙帶、_________、天平、砝碼、_______。
【實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)】
1.實(shí)驗(yàn)的基本思想—— 控制變量法：
(1)變量的控制要求：
在物理實(shí)驗(yàn)中，要注意控制實(shí)驗(yàn)過程中的不同變量。
(2)設(shè)計(jì)思路。
①若討論加速度與受力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制_____不變；
②若討論加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制_____不變。
(3)實(shí)驗(yàn)思想的拓展。
這種控制一些物理量不變，先分別研究待測(cè)量與其中一個(gè)物理量的關(guān)系，再綜合解決問題的控制變量法，被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究中。
2.實(shí)驗(yàn)原理：
(1)保持小車質(zhì)量m不變，通過_________的方式改變作用于小車的力F，測(cè)出小車相應(yīng)的加速度a，則可得a與F的關(guān)系。
(2)保持拉力F不變，通過_______________的方式改變小車的質(zhì)量m，測(cè)出相應(yīng)的加速度a，則可得a與m的關(guān)系。
3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：
設(shè)計(jì)一 三個(gè)物理量的測(cè)量方法——近似法
(1)拉力的測(cè)量。
①平衡小車所受阻力。
a.將遠(yuǎn)離滑輪的一端用薄墊塊墊高；
b.使小車在不掛重物時(shí)能做_____________；
c.這種情況下，小車重力沿斜面向下的分力恰好抵消其_____________________。
②使小車所受拉力等于重物的重力。
只有_______________________________時(shí)，才可以近似認(rèn)為重物的重力等于小車的拉力，即F≈m′g。
(2)研究對(duì)象質(zhì)量的測(cè)量。
①利用天平測(cè)出空小車的質(zhì)量m0和重物的質(zhì)量m′；
②研究對(duì)象的質(zhì)量等于空小車的質(zhì)量m0與砝碼質(zhì)量之和。
(3)加速度的測(cè)量。
①原理：
放在長木板上的小車在細(xì)繩恒定拉力作用下做勻加速
直線運(yùn)動(dòng)，取兩段相鄰、相等時(shí)間內(nèi)的位移，滿足
Δx=aT2；
②應(yīng)用刻度尺測(cè)量_________________；
③利用_______計(jì)算對(duì)應(yīng)的加速度大小。
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加速度與力質(zhì)量的關(guān)系PPT，第二部分內(nèi)容：關(guān)鍵能力·素養(yǎng)形成
【實(shí)驗(yàn)過程】
一、實(shí)驗(yàn)步驟
1.安裝實(shí)驗(yàn)器材：
將小車置于帶有定滑輪的木板上，將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后掛在小車尾部。
2.平衡摩擦力：
用薄墊塊將木板墊高，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)分布均勻即可。
3.懸掛重物：
在細(xì)繩一端掛上重物，另一端通過定滑輪系在小車前端。
4.收集紙帶數(shù)據(jù)：
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的點(diǎn)，據(jù)此計(jì)算出小車的加速度。
5.改變小車受力：
(1)保持小車的質(zhì)量不變，通過增加小鉤碼的數(shù)量，增加重物的質(zhì)量(總質(zhì)量仍遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量)；
(2)重復(fù)步驟4，多做幾次實(shí)驗(yàn)，并記錄好相應(yīng)紙帶的編號(hào)及所掛鉤碼的總重力m2g、m3g…
6.改變小車質(zhì)量：
(1)保持重物(小車所受的拉力)不變，通過增加或減少小車上的砝碼的方式，改變小車的質(zhì)量，接通電源后放開小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況。取下紙帶，并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼及小車和砝碼的總質(zhì)量M1；
(2)繼續(xù)在小車上增加砝碼，重復(fù)前面的步驟，多做幾次實(shí)驗(yàn)，在每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上標(biāo)上號(hào)碼及小車和砝碼的總質(zhì)量M2、M3…
【思考·討論】
(1)“平衡”摩擦力的操作過程中要不要掛鉤碼？為什么？(科學(xué)推理)
提示：實(shí)驗(yàn)操作中，為確保細(xì)繩拉力為小車所受合力，故平衡時(shí)不需要掛鉤碼。
(2)實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)從哪幾個(gè)方面注意操作的安全問題？(科學(xué)態(tài)度與責(zé)任)
提示：①使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意用電安全；
②注意避免小車、砝碼及重物等的下落造成摔壞器材或砸傷身體。
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加速度與力質(zhì)量的關(guān)系PPT，第三部分內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)研析·素養(yǎng)遷移
類型一 實(shí)驗(yàn)操作
【典例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.用天平稱出小車和托盤及所裝重物的質(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定滑輪懸掛托盤及重物；
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.保持托盤及重物的質(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a-m關(guān)系圖像，并由圖像確定a與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_______。
【解題探究】
(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)電源的要求是什么？
提示：4～6 V交流電。
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