《加速度與力、質量的關系》牛頓運動定律PPT教學課件
第一部分內容:必備知識·素養(yǎng)奠基
【實驗目的】
1.探究加速度與力、質量的關系。
2.學會用_________法探索物理規(guī)律。
【實驗器材】
帶定滑輪的長木板、薄墊塊、小車、細繩、重物(小鉤碼或沙桶等)、___________、紙帶、_________、天平、砝碼、_______。
【實驗原理與設計】
1.實驗的基本思想—— 控制變量法:
(1)變量的控制要求:
在物理實驗中,要注意控制實驗過程中的不同變量。
(2)設計思路。
①若討論加速度與受力的關系時,應控制_____不變;
②若討論加速度與物體質量的關系時,應控制_____不變。
(3)實驗思想的拓展。
這種控制一些物理量不變,先分別研究待測量與其中一個物理量的關系,再綜合解決問題的控制變量法,被廣泛應用于科學研究中。
2.實驗原理:
(1)保持小車質量m不變,通過_________的方式改變作用于小車的力F,測出小車相應的加速度a,則可得a與F的關系。
(2)保持拉力F不變,通過_______________的方式改變小車的質量m,測出相應的加速度a,則可得a與m的關系。
3.實驗設計:
設計一 三個物理量的測量方法——近似法
(1)拉力的測量。
①平衡小車所受阻力。
a.將遠離滑輪的一端用薄墊塊墊高;
b.使小車在不掛重物時能做_____________;
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,才可以近似認為重物的重力等于小車的拉力,即F≈m′g。
(2)研究對象質量的測量。
①利用天平測出空小車的質量m0和重物的質量m′;
②研究對象的質量等于空小車的質量m0與砝碼質量之和。
(3)加速度的測量。
①原理:
放在長木板上的小車在細繩恒定拉力作用下做勻加速
直線運動,取兩段相鄰、相等時間內的位移,滿足
Δx=aT2;
②應用刻度尺測量_________________;
③利用_______計算對應的加速度大小。
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加速度與力質量的關系PPT,第二部分內容:關鍵能力·素養(yǎng)形成
【實驗過程】
一、實驗步驟
1.安裝實驗器材:
將小車置于帶有定滑輪的木板上,將紙帶穿過打點計時器后掛在小車尾部。
2.平衡摩擦力:
用薄墊塊將木板墊高,調整其傾斜程度,直至小車運動時打點計時器在紙帶上打出的點分布均勻即可。
3.懸掛重物:
在細繩一端掛上重物,另一端通過定滑輪系在小車前端。
4.收集紙帶數(shù)據(jù):
小車靠近打點計時器后開啟打點計時器,稍后再將小車由靜止釋放,打點計時器在紙帶上打出一系列的點,據(jù)此計算出小車的加速度。
5.改變小車受力:
(1)保持小車的質量不變,通過增加小鉤碼的數(shù)量,增加重物的質量(總質量仍遠小于小車質量);
(2)重復步驟4,多做幾次實驗,并記錄好相應紙帶的編號及所掛鉤碼的總重力m2g、m3g…
6.改變小車質量:
(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,改變小車的質量,接通電源后放開小車,用紙帶記錄小車的運動情況。取下紙帶,并在紙帶上標上號碼及小車和砝碼的總質量M1;
(2)繼續(xù)在小車上增加砝碼,重復前面的步驟,多做幾次實驗,在每次實驗得到的紙帶上標上號碼及小車和砝碼的總質量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?(科學推理)
提示:實驗操作中,為確保細繩拉力為小車所受合力,故平衡時不需要掛鉤碼。
(2)實驗過程中,應從哪幾個方面注意操作的安全問題?(科學態(tài)度與責任)
提示:①使用打點計時器時,應注意用電安全;
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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加速度與力質量的關系PPT,第三部分內容:實驗研析·素養(yǎng)遷移
類型一 實驗操作
【典例1】用如圖所示的裝置研究在作用力F一定時,小車的加速度a與小車質量m的關系,某位同學設計的實驗步驟如下:
A.用天平稱出小車和托盤及所裝重物的質量;
B.按圖安裝好實驗器材;
C.把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛托盤及重物;
D.將電磁打點計時器接在6 V電壓的蓄電池上,接通電源,放開小車,打點計時器在紙帶上打下一系列點,并在紙帶上標明小車質量;
E.保持托盤及重物的質量不變,增加小車上的砝碼個數(shù),并記錄每次增加后的m值,重復上述實驗;
F.分析每條紙帶,測量并計算出加速度的值;
G.作a-m關系圖像,并由圖像確定a與m的關系。
(1)該同學漏掉的重要實驗步驟是___________, 該步驟應排在_______步實驗之后。
(2)在上述步驟中,有錯誤的是_______________,應把________________改為_______________。
(3)在上述步驟中,處理不恰當?shù)氖莀____,應把_____改為_______。
【解題探究】
(1)電磁打點計時器對電源的要求是什么?
提示:4~6 V交流電。
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