高一物理必修一：4.2《实验：探究加速度与力、质量的关系》课件(新人教版必

前提测评： 前提测评：力和运动的关系是怎样的？ 力和运动的关系是怎样的？ 力是改变物体运动状态的原因

力是物体速度改变的原因 即物体所受合外力 不为0是产生加速度 不为 是产生加速度 的原因

力是产生加速度的原因 问题：加速度与哪些因素有关？ 问题：加速度与哪些因素有关？ 加速度与力、 加速度与力、质量有关

猜想：加速度与力、 猜想：加速度与力、质量是怎样的 关系？ 关系？你猜想的理由是什么？ 你猜想的理由是什么？

4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 实验：探究加速度与力、

学习目标 ： 1、学会通过实验探究物体加速度与 、 力、质量的关系 2、 2、在实验中掌握打点计时器的用法 3、对自己的实验结果进行归纳分析 、

导学达标

探究实验

一、实验器材： 实验器材： 小车、打点计时器、纸带、一端带滑 轮的长木板、细线、砝码、钩码、 刻度尺、天平 1、小车质量的测量用 天平 、 。 2、打点计时器的用途是：打出纸带， 、打点计时器的用途是： 测量计算小车的加速度。

3、如何才能给小车提供一个恒定的 合外力？

4、如何来测量小车所受的合外力？

例1、如图一个木块正在倾角为θ为的三角斜面上 如图一个木块正在倾角为θ 匀速下滑，试求斜面的动摩擦因数。 匀速下滑，试求斜面的动摩擦因数。 N

mg cos θ = N

FfN

mg sin θ = µN = µmg cos θ

Gsinθ

θ

θGGcosθ

sin θ = tan θ 所以： 所以：µ = cos θ

问：如果此时给物体加上一个沿斜面向 下的力F,那物体现在受到的合外 力是多少？

5、如何来平衡摩擦力？ 可将长木板倾斜一定角度θ,θ应该等 于 arctan µ ,此时物体在斜面上受到的 合力为0。做实验时肯定无法这么准确， 我们只要把木板倾斜到物体在斜面上大 致能够匀速下滑(可以根据纸带上的点 来判断)。

6、绳子的拉力等于钩码的重量吗？ 为什么？ 不等于！因为钩码向下加速，所以绳 子的拉力小于钩码的重力。 7、什么情况下钩码重力可以近似等于 绳子拉力即小车所受的合外力？ 当砝码质量比小车质量小得多时 (≤1/6),绳子的拉力近似等于砝码的 重力，即小车受到合外力近似等于砝码 的重力。

实验装置图

A、加速度与合外力的关系 、 实验基本思路： 实验基本思路：保持物体的质量不变， 测量物体在不同的合力 作用下物体的加速度， 分析加速度与合外力 的关系。

实验数据的记录处理： 实验数据的记录处理：实验数据 实验次数

a/m/s2 1.0 1.6 2.0

F/N 0.20 0.40 0.5

第一次 第二次 第三次 a3.0 2.0 1.0

0

0.2

0.4

0.6

F

B、加速度与质量的关系 : 、 实验的基本思路： 实验的基本思路

:保持物体所受的合外 力相同，测量不同质 量的物体在该力的作 用下的加速度，分析 加速度与质量的关系。

实验数据记录处理： 实验数据记录处理：实验数据 实验次数

a/m/s2 0.25 0.15 0.10

1/m 5.0 4.0 3.3

第一次 第二次 第三次 a0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05

0

2.0

4.0

6.0

1/m

4、注意事项： 、注意事项： (1)所挂砝码的质量要远远小于小车的质量， )所挂砝码的质量要远远小于小车的质量， 这样小车受到的拉力才等于砝码的质量。 这样小车受到的拉力才等于砝码的质量。 (2)要将长木板的一端适当垫高，用小车的重 )要将长木板的一端适当垫高， 力的分力将摩擦力平衡掉。 力的分力将摩擦力平衡掉。 (3)控制变量法： )控制变量法： m不变，F变时：小车的质量不变，改变 不变， 变时 小车的质量不变， 变时： 不变 所挂钩码的个数。 所挂钩码的个数。 F不变， m变时：保持所挂钩码个数不变， 不变， 变时 保持所挂钩码个数不变， 变时： 不变 在小车上放上钩码。 在小车上放上钩码。

实验结论： 实验结论：加速度与力成正比，与质量成反比。 加速度与力成正比，与质量成反比。

即： a ∝ F

1 a∝ m