《加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》牛頓運動定律PPT下載
第一部分內(nèi)容：【學科素養(yǎng)•明目標】
科學探究：1.學會用控制變量法研究物理規(guī)律.2.掌握利用圖像處理數(shù)據(jù)的方法.3.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．
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加速度與力質(zhì)量的關(guān)系PPT，第二部分內(nèi)容：自主預習探新知
一、實驗原理和方法
1．探究加速度a與力F及質(zhì)量m的關(guān)系，采用的基本方法是_________．
(1)如圖所示，保持小車的總質(zhì)量不變，改變小桶內(nèi)沙子的質(zhì)量，從而改變細繩對小車的________，測出小車的加速度，研究小車的加速度與拉力的關(guān)系．
(2)保持小桶和沙子的總質(zhì)量不變，即細繩對小車拉力F不變，在小車上增減砝碼，改變小車的________，測出小車對應的加速度，研究小車的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系．
2．測量方法
(1)小車與其上砝碼的總質(zhì)量M——用天平測量．
(2)小車的加速度a——利用打點計時器打出的紙帶，由Δs＝________來計算．
(3)小車所受的合外力F——用天平測量小桶和沙子的總質(zhì)量，由G＝________來計算．
二、實驗器材
帶定滑輪的木板、薄墊塊、小車、細繩、重物(小鉤碼或沙桶等)、打點計時器、紙帶、交流電源、天平、砝碼、刻度尺．
三、實驗步驟
1．用天平分別測出小車的質(zhì)量和小桶的質(zhì)量，把數(shù)據(jù)記錄下來．
2．按如圖所示安裝器材．
3．平衡摩擦力：在木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄墊塊，反復移動薄墊塊的位置，直至不掛重物的小車在斜面上運動時可保持________狀態(tài)．這時小車拖著紙帶運動受到的________恰好與小車所受的重力________________平衡．
4．在小車上加放砝碼，小桶里放入適量的沙子，把砝碼和沙子的質(zhì)量記錄下來．把細線系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶，先________，再________________，打點計時器在紙帶上打下一系列的點，取下紙帶，在紙上寫上編號．
5．保持小車及車內(nèi)砝碼的________不變，改變沙子的________(要用天平稱量)，按步驟4再做幾次實驗，將實驗時記錄的數(shù)據(jù)填入表格1中．
四、數(shù)據(jù)處理
1．探究加速度與力的關(guān)系：以a為縱坐標、F為橫坐標，根據(jù)表格1中的各組數(shù)據(jù)在坐標系中描點．如果這些點在一條過原點的直線上，說明a與F成_______，如圖所示．
2．探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系：“a與M成反比”實際上就是“a與___成正比”．以 為縱坐標，___為橫坐標建立坐標系，根據(jù)表格2中的數(shù)據(jù)描點．根據(jù)a1M圖像是一條不過原點的直線，就能判斷a是不是與質(zhì)量M成反比，如圖所示．
3．實驗結(jié)論
在誤差允許的范圍內(nèi)：
(1)物體質(zhì)量一定時，物體的加速度大小與作用在物體上的合外力成正比．
(2)物體受到的合外力一定時，物體的加速度大小與物體的質(zhì)量成反比．
(3)綜合(1)(2)結(jié)論，則有：
物體的加速度大小與作用在物體上的合外力_____，與物體的質(zhì)量_____．
五、誤差分析
1．系統(tǒng)誤差
(1)誤差分析：本實驗中所掛重物的重力為G，小車受到細線的拉力為T.由于沙桶是在_____下降，所以_____.本實驗中用G代替T，故存在系統(tǒng)誤差．
(2)減小誤差的方法：所掛重物的質(zhì)量_____小車的總質(zhì)量．
2．偶然誤差
(1)誤差分析：因讀數(shù)不準和操作不當造成的誤差．
①質(zhì)量的測量誤差．
②測量紙帶上各點間的距離的誤差．
③細線或紙帶與木板不平行造成的誤差．
④平衡摩擦力不夠(或過度)造成的誤差，該誤差使作出的圖像在橫軸(或縱軸)上產(chǎn)生截距．
(2)減小誤差的方法
①用天平和刻度尺測量時按照規(guī)范操作的要求進行測量和讀數(shù)．
②將紙帶展開減小摩擦．
③平衡摩擦力時，用打點法驗證．
六、注意事項
1．在本實驗中，必須平衡摩擦力．平衡摩擦力時不要_____．平衡摩擦力后，在后面的實驗中不管是改變小桶內(nèi)沙子的質(zhì)量還是改變小車的質(zhì)量，都_____重新平衡摩擦力．
2．實驗中，必須滿足小車及小車上砝碼的總質(zhì)量_____所掛小桶和沙子的總質(zhì)量．只有這樣，小桶和沙子的總重力才可以視為與小車所受細線的拉力_____．
3．在每次實驗時，從盡量靠近打點計時器的位置由靜止釋放小車，并且先_____后_____，在小車到達定滑輪位置時_____小車．
4．利用紙帶計算加速度時，應該求每條紙帶上加速度的_____．
5．作圖像時，要使盡可能多的點落在所作的直線上，不在_____的點應盡可能_____在所作直線的兩側(cè)．偏離直線較遠的點可舍去不予考慮．
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加速度與力質(zhì)量的關(guān)系PPT，第三部分內(nèi)容：合作探究攻重難
【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(zhì)量M的關(guān)系，某位同學設(shè)計的實驗步驟如下：
A．用天平稱出小車和重物的質(zhì)量；
B．按圖裝好實驗器材；
C．把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛重物；
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(zhì)量；
E．保持重物的質(zhì)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aM關(guān)系圖像，并由圖像確定aM關(guān)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____________________．
[解析] (1)實驗中認為重物的重力與小車所受拉力大小相等，沒有考慮摩擦力，故必須平衡摩擦力．
(2)電磁打點計時器接在6 V電壓的蓄電池上將無法工作，必須接在6 V交流電壓的學生電源上．
(3)作aM關(guān)系圖像，得到的是曲線，很難作出正確的判斷，必須“化曲為直”，改為a1M關(guān)系圖像．
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加速度與力質(zhì)量的關(guān)系PPT，第四部分內(nèi)容：課時演練提素養(yǎng)
1．(多選)用如圖所示的裝置探究加速度a與力F、質(zhì)量m的關(guān)系，下列說法中正確的是( )
A．連接重物和小車的輕繩應和長木板保持平行
B．將電火花計時器接在6 V的交流電源上，先接通電源，后放開小車，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(zhì)量
C．在探究a與質(zhì)量m的關(guān)系時，作出a1m圖像能更直觀地判斷二者間的關(guān)系
D．輕繩對小車的拉力一定等于重物的重力
2．(多選)如圖所示是某同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖像，下列說法中正確的是( )
A．形成圖甲的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大
B．形成圖乙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小
C．形成圖丙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大
D．形成圖丁的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小
3．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，采用如圖所示的裝置．
(1)本實驗應用的實驗方法是________．
A．控制變量法
B．假設(shè)法
C．理想實驗法
(2)(多選)下列說法中正確的是________．
A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應改變拉力的大小
B．在探究加速度與力的關(guān)系時，應改變小車的質(zhì)量
C．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時，為了直觀地判斷出二者間的關(guān)系，應作出a1m圖像
D．當小車的質(zhì)量遠大于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量時，才能近似地認為細線對小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大小
[解析] (1)本實驗探究a與F、m的關(guān)系，為了探究問題的方便，應選擇控制變量法．
(2)在探究a與m的關(guān)系時，應保持拉力F一定，改變m，故A錯；在探究a與F的關(guān)系時，應保持質(zhì)量m一定，改變F，故B錯；在探究a與m的關(guān)系時，am圖像為曲線，不便于判斷二者關(guān)系，a1m圖像為直線，便于判斷二者關(guān)系，故C對；只有小車質(zhì)量遠大于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量時，細線的拉力大小才近似等于砝碼盤和砝碼的總重力大小，故D對．
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