物理：4.2《实验：探究加速度与力、质量的关系》课件(新人教版必修1)

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1、4.2实验：探究加速度与力、质量的关系课前导航图21-1所示是超市中常用的手推车．我们要用同样大小的力推动它，空车时容易还是装满货物的时候容易？由此，我们能得出什么结论呢？图21-1在水平面上用大小不同的力去推动同一辆小车，用力大，则小车运动的距离就大；用力小，则小车运动的距离就小．那么物体被加速与什么因素有关呢？我们又能得出什么结论呢？基础梳理知识精析一、控制变量法1．加速度是表示物体运动状态变化快慢的物理量．根据事实经验，加速度与物体的质量有关．物体受力一定时，质量越小，加速度就越大．加速度还与物体受力的大小有关，

2、物体质量一定时，受力越大，其加速度越大．2．控制变量法：加速度a和质量m、受力F都有关系．研究它们之间的关系时，先保持质量不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系，再保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系．这种先控制一个参量不变，研究其余参量之间变化关系的方法叫控制变量法三、平衡摩擦力的目的和方法1．目的：实验中小车要受到摩擦阻力的作用，增加了实验的难度．垫高水平木板不带滑轮的一端，使小车自身重力沿斜面的分力平衡摩擦力，这样小车所受拉力即为合力，提高了

3、实验成功率．2．方法：不挂托盘，使小车拖着纸带，纸带通过打点计时器，并且使打点计时器处于工作状态，逐渐调节木板的倾角，使打下的纸带点间距相等，则说明小车做匀速直线运动，即平衡了摩擦力．四、实验注意事项1．平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．2．实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的总质量．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．3．各纸带上的加速度a，都应是该纸带上的平均加速度．4．作图象时，要使尽可能

4、多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧．离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑．5．小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手．五、误差分析1．质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差．2．因实验原理不完善造成误差：本实验中用小盘及砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小盘及砝码的总重力)，存在系统误差．小盘及砝码的总质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小盘及砝码的总质量越小于小车的质量，误差就越小．3．平衡摩擦力不准造

5、成误差：在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上点的距离相等．方法指导一、探究加速度与质量的关系例1某同学在实验中保持拉力不变，得到了小车加速度随质量变化的一组数据，如下表所示．实验次数加速度a/(m·s－2)小车与砝码总质量m/kg小车与砝码总质量的倒数m－1/kg－110.290.205.020.250.254.030.220.303.340.180.352.950.160.402.5请你在图21－2甲方格纸中建立合适坐标系并画

6、出能直观反映出加速度与质量关系的图线．图21-2甲解析先确定坐标的含意，再按表格数据描点，最后把各点连成直线．二、探究加速度与力的关系在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，若测得某一物体M一定时，a与F的关系的有关数据资料如下表.(1)根据表中数据，画出a－F图象．(2)从图象可以判定：当M一定时，a与F的关系为______．若a与F成正比，图象应是一条过原点的直线．同时因实验中不可避免地出现误差，描出的点不在一条直线上是很正常的，连线时应使直线过尽量多的点，不在直线上的点应大致对称分布在直线两侧，离直线较远的点应

7、视为错误数据，不予考虑．a/(m·s－2)1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00(1)a－F图象如图所示．(2)由图象可知a与F成正比关系．答案(1)如图所示(2)正比关系点评因为a与F成正比，所以尽量把图线画成通过原点，直线的斜率表示物体质量的倒数．变式训练1某同学在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，画出了如图21－3甲所示的三条图线，这三条图线表示实验中的________不同．图21-3甲解析如图21－3乙所示，过F轴上的某一点作一条平行于a轴的直线，与三条图线有三个交点，可

8、以看出三个交点对应的纵坐标a的值不同，a的值越小，运动状态越难改变，惯性越大，质量也就越大，可见三条图线对应实验中物体的质量不同，且斜率越小的，质量越大．图21-3乙答案小车的质量三、实验误差分析例3用图21－4甲所示的装置研究质量一定时加速度与作用力的关系．研究的对象是放在长木板上的小车，小车的质量为M，长木板是水平放置的．小车