第四章 2 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系課件.ppt

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1、深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 2 實(shí) 驗(yàn) ： 探 究 加 速 度 與 力 、 質(zhì) 量 的 關(guān) 系 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)原理 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系2.學(xué)會(huì)用控制變量法探究物理規(guī)律3.掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶及復(fù)寫(xiě)紙、小車(chē)、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小盤(pán)和砝碼、細(xì)繩、低壓交流電源、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺實(shí)驗(yàn)原理1. 控制變量法： (1)控制小車(chē)質(zhì)量不變，研究小車(chē)的加速度a與受力F的關(guān) 系； (2)控制小車(chē)受力F不變，研究小車(chē)的加速度a與其質(zhì)量m 的關(guān)系. 2. 需

2、要測(cè)量的量： (1)小車(chē)與砝碼總質(zhì)量M(2)小車(chē)所受拉力Fm g (3)小車(chē)的加速度a 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 1用天平測(cè)出小車(chē)和重物的質(zhì)量分別為M0、m 0，并記錄下來(lái)2按圖421將實(shí)驗(yàn)器材安裝好(小車(chē)上不系繩)實(shí)驗(yàn)步驟圖421 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 3平衡摩擦力，把木板無(wú)滑輪的一端下面墊一薄木板，反復(fù)移動(dòng)其位置，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后小車(chē)勻速直線運(yùn)動(dòng)為止4將重物通過(guò)細(xì)繩系在小車(chē)上，接通電源放開(kāi)小車(chē)；取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼及此時(shí)所掛重物的重力m 0g.5保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變所掛重物的重力，重復(fù)步驟4，多做幾次實(shí)驗(yàn)，并記錄好重物的重力m 1g、m 2g，

3、以及加速度填入表格1. 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 表格1物體的質(zhì)量一定，加速度與受力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/(ms2)小車(chē)受力F/N123456. 保持托盤(pán)中所放重物的質(zhì)量不變，在小車(chē)上加放砝碼，并測(cè)出小車(chē)與所放砝碼的總質(zhì)量M，接通電源，放開(kāi)小 車(chē)，取下紙帶并標(biāo)上號(hào)碼 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 7繼續(xù)在小車(chē)上加放砝碼，重復(fù)步驟6，多做幾次實(shí)驗(yàn)8計(jì)算出每次紙帶的加速度值及小車(chē)與砝碼的總質(zhì)量填入表格2. 表格2物體受到的外力一定，加速度與質(zhì)量的關(guān)系 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 1注意事項(xiàng)(1)平衡摩擦力時(shí)不要掛重物，整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不需要重新平衡摩擦力(2

4、)實(shí)驗(yàn)中必須滿足小車(chē)和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量(3)各紙帶上的加速度a，都應(yīng)是該紙帶上的平均加速度(4)作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱(chēng)分布在所作直線兩側(cè)離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去(5)小車(chē)應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且先接通電源再放手注意事項(xiàng)及誤差分析 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 3誤差分析(1)質(zhì)量的測(cè)量誤差、紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)間隔距離的測(cè)量誤差(2)因?qū)嶒?yàn)原理不完善造成誤差：用小盤(pán)及砝碼的總重力代替小車(chē)受到的拉力，存在系統(tǒng)誤差小盤(pán)及砝碼的總質(zhì)量越接近小車(chē)的質(zhì)量，誤差就越大(3)平衡摩擦力不準(zhǔn)造成誤差. 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 【典例1】

5、 用如圖422所示的裝置研究在作用力F一定時(shí)，小車(chē)的加速度a與小車(chē)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：對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟的考查圖422A用天平稱(chēng)出小車(chē)和小桶及內(nèi)部所裝砂子的質(zhì)量；B按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材； 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 C把輕繩系在小車(chē)上并繞過(guò)定滑輪懸掛砂桶；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(kāi)小車(chē)，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(chē)質(zhì)量；E保持小桶及其中砂子的質(zhì)量不變，增加小車(chē)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aM關(guān)系圖象，并由圖象確定aM關(guān)系(1)該同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步

6、驟是_，該步驟應(yīng)排在_步實(shí)驗(yàn)之后 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 (2)在上述步驟中，有錯(cuò)誤的是_，應(yīng)把_改為_(kāi)(3)在上述步驟中，處理不恰當(dāng)?shù)氖莀，應(yīng)把_改為_(kāi) 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 答案(1)該同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是平衡摩擦力，該步驟應(yīng)排在按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材即B步實(shí)驗(yàn)之后(2)在上述步驟中，有錯(cuò)誤的是步驟D，應(yīng)把6 V電壓的蓄電池改為6 V以下交流電壓的學(xué)生電源平衡摩擦力方法：將不帶定滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛托盤(pán)情況下，使小車(chē)帶動(dòng)著紙帶(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí))，沿長(zhǎng)木板恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)目的：使托盤(pán)與砝碼的重力等于小車(chē)受到的合力 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 【

7、跟蹤1】 在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于小車(chē)所受的合力，下列敘述中正確的是 ()A小車(chē)所受的合力就是所掛小盤(pán)和砝碼的重力B小車(chē)所受的合力的大小等于托盤(pán)和砝碼通過(guò)細(xì)繩對(duì)小車(chē)施加的拉力C只有平衡摩擦力之后，小車(chē)所受合力才等于細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力D只有平衡摩擦力之后，且當(dāng)小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量時(shí)，小車(chē)所受合力的大小可認(rèn)為等于托盤(pán)和砝碼的重力大小 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 解析托盤(pán)與砝碼的重力不可說(shuō)成是小車(chē)所受的合力，A錯(cuò)誤；由于小車(chē)下滑必受摩擦力作用，平衡摩擦力之后(實(shí)際上是Mgsin Ff)，小車(chē)所受合力才等于細(xì)繩的拉力，B錯(cuò)誤、C正確；只有當(dāng)小車(chē)質(zhì)量M遠(yuǎn)大于托盤(pán)

8、與砝碼質(zhì)量m (即M m )時(shí)，細(xì)繩中的拉力大小才近似等于托盤(pán)和砝碼的重力大小，也只有平衡了摩擦力之后，小車(chē)所受合力大小才近似等于托盤(pán)和砝碼的重力大小，D正確答案CD 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 1分析加速度和力的關(guān)系依據(jù)表格1，以加速度a為縱坐標(biāo)，以外力F為橫坐標(biāo)，作出aF關(guān)系圖象，如圖423所示2分析加速度和質(zhì)量的關(guān)系數(shù)據(jù)處理圖423 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 圖424 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 【典例2】 “探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖425甲所示圖425 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 (1)在平衡小車(chē)與桌面之間摩擦力的過(guò)程中，打出

9、了一條紙帶如圖425乙所示計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離該小車(chē)的加速度大小a_ m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)平衡摩擦力后，將5個(gè)相同的砝碼都放在小車(chē)上掛上砝碼盤(pán)，然后每次從小車(chē)上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤(pán)中，測(cè)量小車(chē)的加速度小車(chē)的加速度a與砝碼盤(pán)中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤(pán)中砝碼總重力F/N 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度a/(ms2) 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖426中作出aF的關(guān)系圖象(3)

10、根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的aF圖線不通過(guò)原點(diǎn)，請(qǐng)說(shuō)明主要原因圖426 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 (2)aF圖象如圖所示答案(1)0.16(2)aF圖象見(jiàn)解析圖(3)未計(jì)入砝碼盤(pán)重 力或砝碼盤(pán)的重力不能忽略 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 實(shí)驗(yàn)中作出的aF圖象有時(shí)不過(guò)原點(diǎn)，如圖427所示造成這種現(xiàn)象的主要原因是：實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有考慮砝碼托盤(pán)的質(zhì)量，誤將砝碼的重力等于拉力F，或是平衡摩擦力時(shí)墊得太高了，會(huì)出現(xiàn)圖象甲的情況；實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有平衡摩擦力或摩擦力平衡不充分，會(huì)出現(xiàn)圖象乙的情況圖427 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 【跟蹤2】 如圖428是某些同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的圖象，下列說(shuō)

11、法中正確的是 ()圖428 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 A形成圖(甲)的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大B形成圖(乙)的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小C形成圖(丙)的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大D形成圖(丁)的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小答案AD 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 1在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí) ()A應(yīng)使砂和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量，以減小實(shí)驗(yàn)誤差實(shí)驗(yàn)操作 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀答案ACD 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 2在保持小車(chē)質(zhì)量m不變，探究a與F的關(guān)系時(shí)，小車(chē)質(zhì)量m和小盤(pán)及砝碼質(zhì)量m 分別選取下列

12、四組值若其他操作都正確，要使所畫(huà)出的aF圖線較準(zhǔn)確，應(yīng)選用的一組測(cè)量值是 ()Am500 g，m 分別為50 g、70 g、100 g、125 gBm500 g，m 分別為20 g、30 g、40 g、50 gCm200 g，m 分別為50 g、70 g、100 g、125 gDm100 g，m 分別為30 g、40 g、50 g、60 g解析探究a與F的關(guān)系時(shí)，應(yīng)滿足m m ，B正確答案B 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 3如圖429所示是在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出的三條aF圖線，下列說(shuō)法中正確的是 ()數(shù)據(jù)處理與誤差分析圖429A三條傾斜直線所對(duì)應(yīng)繩的拉力 相同B三條傾斜直線所對(duì)應(yīng)的小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量不同C直線1對(duì)應(yīng)的小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量最大D直線3對(duì)應(yīng)的小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量最大 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 答案BD 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 4某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中保持拉力不變，得到了小車(chē)加速度隨質(zhì)量變化的一組數(shù)據(jù)，如下表所示 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀 請(qǐng)你在圖4210方格中建立合適坐標(biāo)系并畫(huà)出能直觀反映出加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖線圖4210 深層互動(dòng)探究達(dá)標(biāo)對(duì)點(diǎn)演練基礎(chǔ)知識(shí)研讀答案見(jiàn)解析