高中物理必修1·人教版 第四章牛顿运动定律 2实验:探究加速度与力、质量的关系
高中物理·必修1·人教版 第四章 牛顿运动定律 2 实验：探究加速度与力、质量的关系
目标定位 学会用“控制变量法”探究加速度与力、质 量的定量关系 2?会用图象表示加速度与质量、加速度与力之间 的关系
目标定位 2 会用图象表示加速度与质量、加速度与力之间 的关系． 1 学会用“控制变量法”探究加速度与力、质 量的定量关系
导 1.实验器材 交流电源、刻度尺、天平 2.实验原理:实验的基本思想—控制变量法 (1)质量作用力(2)作用力质量 「想一想]:实验中小车的加速度怎样得到? 答案通过打点计时器打出纸带,利用逐差法计算出 小车的加速度
1．实验器材 2．实验原理：实验的基本思想——控制变量法 预习导学 [想一想]：实验中小车的加速度怎样得到？ 答案 通过打点计时器打出纸带，利用逐差法计算出 小车的加速度. 交流电源、刻度尺、天平 (1) 质量 作用力 (2) 作用力 质量
堂讲义 电源插头 实验方案的设计 1.三个物理量的测量方法体会近似法点 研究对象:放在“光滑”“水平面”上的小车 (1)小车质量的测量:利用天平测出,在小车上增减砝 码可改变小车的质量 (2拉力的测量:当小桶和砂的质量远小于小车质量的 情况下,可以认为小桶和砂的重力近似等于小车所受 的拉力(合外力),即Fmg (3)加速度的测量:由纸带根据公式△x=a2,结合逐 差法计算出小车的加速度
一、实验方案的设计 课堂讲义 1．三个物理量的测量方法——体会近似法点 研究对象：放在“光滑”“水平面”上的小车 (1)小车质量的测量：利用天平测出，在小车上增减砝 码可改变小车的质量． (2)拉力的测量：当小桶和砂的质量远小于小车质量的 情况下，可以认为小桶和砂的重力近似等于小车所受 的拉力(合外力)，即F≈mg. (3)加速度的测量：由纸带根据公式Δx＝aT2，结合逐 差法计算出小车的加速度．
堂讲义 2.实验数据的处理方法图象法、“化曲为直” 法 (1)研究加速度a和力F的关系 以加速度a为纵坐标,以力F为横坐标,根据测量数据 描点,然后作出图象 如图4-2-2所示,若图象是一条通过原点的直线, 就能说明a与F成正比 图4-2-2
课堂讲义 2．实验数据的处理方法——图象法、“化曲为直” 法 (1)研究加速度a和力F的关系 以加速度a为纵坐标，以力F为横坐标，根据测量数据 描点，然后作出图象 如图4－2－2所示，若图象是一条通过原点的直线， 就能说明a与F成正比． 图4－2－2
堂讲义 (2)研究加速度a与质量m的关系 如图4-2-3所示,因为a-m图象是曲线,检查a-m 图象是不是双曲线,就能判断它们之间是不是反比例 关系,但检査这条曲线是不是双曲线,相当困难 我们采取“化曲为直”的方法,以a为纵坐标,以为横 坐标,作出a-图象,若-m 图象是一条直线,说明a 与二成正比,即a与m成反比 图4-2-3
我们采取“化曲为直”的方法，以 a 为纵坐标，以 1 m为横 坐标，作出 a－ 1 m图象，若 a－ 1 m图象是一条直线，说明 a 与 1 m成正比，即 a 与 m 成反比． 课堂讲义 (2)研究加速度a与质量m的关系 如图4－2－3所示，因为a－m图象是曲线，检查a－m 图象是不是双曲线，就能判断它们之间是不是反比例 关系，但检查这条曲线是不是双曲线，相当困难． 图4－2－3
堂讲义 二、实验步骤 1.用天平测出小车的质量M,并把数值记录下来 2.按图4-2-4所示的装置把实验器材安装好(小车上 先不系绳) 有定 小车打点计时器 滑轮的长 3.平衡摩擦力:在长木板不带定滑轮的一端下面垫 木块,反复移动木块位置,直到轻推小车在斜面 上运动时可保持匀速直线运动为止(纸带上相邻点间 距相等)
二、实验步骤 课堂讲义 1．用天平测出小车的质量M，并把数值记录下来． 2．按图4－2－4所示的装置把实验器材安装好(小车上 先不系绳)． 3．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫 一木块，反复移动木块位置，直到轻推小车在斜面 上运动时可保持匀速直线运动为止(纸带上相邻点间 距相等)．
堂讲义 4.在小桶里放入适量的砂,通过细绳系在小车上,在 小车上加放适量的砝码,用天平测出小桶和砂的质量 m,记录下来.接通电源,放开小车,待打点计时器 在纸带上打好点后取下纸带,并设计表格如下 次数 3|4 小车加速度a(ms2) 砂和小桶的质量mkg 拉力FN 5保持小车的质量不变,改变砂和小桶的质量,按步 骤4再做5次实验 6.在每条纸带上选取一段比较理想的部分,算出每 条纸带对应的加速度的值,填入表格中
课堂讲义 4．在小桶里放入适量的砂，通过细绳系在小车上，在 小车上加放适量的砝码，用天平测出小桶和砂的质量 m，记录下来．接通电源，放开小车，待打点计时器 在纸带上打好点后取下纸带，并设计表格如下. 次数 1 2 3 4 5 6 小车加速度 a/(m·s－2 ) 砂和小桶的质量 m/kg 拉力 F/N 5.保持小车的质量不变，改变砂和小桶的质量，按步 骤4再做5次实验． 6．在每条纸带上选取一段比较理想的部分，算出每 条纸带对应的加速度的值，填入表格中．
堂讲义 7.用纵坐标表示加速度,横坐标表示作用力,根据 实验结果画出小车运动的a一F图象,从而得出a-F 的关系 8.保持砂和小桶的质量不变,在小车上加放砝码,重复上面 验,求出相应的加速度,并设计表格如下.根据实验结果画 车运动的a-M图象,从而得出a-M的关系 次数 23456 小车加速度 a/(m- 小车质量M/kg 1/M/ke I 9.整理实验器材,结束实验
课堂讲义 8．保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实 验，求出相应的加速度，并设计表格如下．根据实验结果画出小 车运动的 a－ 1 M图象，从而得出 a－M 的关系． 次数 1 2 3 4 5 6 小车加速度 a/(m·s－2 ) 小车质量 M/kg 1/M/kg－1 9.整理实验器材，结束实验 7．用纵坐标表示加速度，横坐标表示作用力，根据 实验结果画出小车运动的a－F图象，从而得出a－F 的关系．
三、误差分析 1.托盘和砝码的总重力约等于小车所受的合外力,但 会带来一定的误差.小车的质量与砂桶和砂的总质量相 差越大,这种误差越小 2.为减小长度测量时的偶然误差,可进行多次测量取 平均值 3.没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不好,实验中作出的a F或a-M图象不过原点
2．为减小长度测量时的偶然误差，可进行多次测量取 平均值． 1．托盘和砝码的总重力约等于小车所受的合外力，但 会带来一定的误差．小车的质量与砂桶和砂的总质量相 差越大，这种误差越小． 三、误差分析 3.没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不好，实验中作出的 a－ F 或 a－ 1 M图象不过原点