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高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 实验：探究加速度与力、质量的关系优秀课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 实验：探究加速度与力、质量的关系优秀课件ppt，共31页。PPT课件主要包含了新课导入，M+m1-M1，M+m2-M2，位移x1cm，位移x2cm，M1M2，不需要平衡摩擦力等内容，欢迎下载使用。
下面我们来探究加速度与力、质量之间的定量关系。
实验思路——控制变量法
保持小车质量不变，通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力。小车所受的拉力可认为与槽码所受的重力相等。
保持小车所受的拉力不变，通过在小车上增加重物改变小车的质量。
小车的质量:用天平测量
如何给小车施加一个可以测量的恒力T呢？
直接用弹簧测力计拉小车，可以吗？还是借助定滑轮和钩码来拉？
细线给小车提供的拉力是小车受到合力吗？
不计摩擦，小车： F合=T ≈ mg
计摩擦，小车 ：F合=T-f≠T
如何才能消除摩擦力的影响呢？
当M >>m时，可近似认为小车所受的拉力F等于mg
平衡摩擦力：把轨道的一端垫高，使重力的分力Gsinθ与摩擦力Ff平衡。
具体操作：先不加细线，调整轨道，使小车刚好能匀速下滑（纸带上打出间隔均匀的点）。如果再加上细线，细线的拉力就等于小车受到的合力。
1.用天平测出小车的质量。2.安装好实验装置，平衡摩擦力。3.把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂槽码，将车拉到打点计时器附近。4.先打开计时器电源，再释放小车，得到纸带，并记下钩码重量。5.改变槽码的重量，重复以上的步骤几次。6.控制槽码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。7.设计表格，记录实验数据。
探究加速度与力的关系（小车质量一定）
在误差允许的范围内，加速度与力成正比。即：
小车质量一定时:a∝ F
(1)a图线中，F≠0，a=0，知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分(斜面倾角偏小)；(2)b图线中，F =0，a≠0，知平衡摩擦力过度(斜面倾角偏大)；(3)c图线的斜率减小，知质量变大，可知未满足钩码的质量远小于小车的质量，即所挂钩码的质量太大。
平衡摩擦力操作不当的三种情况：
探究加速度与质量的关系(F=0.2N，小车所受拉力一定）
加速度与质量的关系(F=0.2N，小车所受拉力一定)
平衡摩擦力时不要挂小盘，平衡摩擦力后，不管以后是改变小盘中重物的质量，还是改变小车上所加砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力。实验时要先接通电源后放开小车。实验中必须满足小车和小车上所加砝码的总质量远大于重物和小盘的总质量。只有如此，重物和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等。每次开始时小车应尽量靠近打点计时器(或尽量远离带滑轮的一端)，且在小车到达滑轮前应按住小车。作图线时，要使尽可能多的点落在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧，离直线较远的点应该舍去不予考虑。
实验数据明显不共线——弯曲图线
①轨道粗糙程度不均匀②砂桶总质量m没有远小于小车质量M
*证明：当m<
2．操作误差(偶然误差)： （1）拉线或纸带不与木板平行．（2）倾斜角度不当，平衡摩擦力不准．
3．原理误差（系统误差）： 本实验中用小盘和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和砝码的总重力)，存在系统误差.
将两辆相同的小车放在水平木板上，前端各系一条细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可以放不同的重物。
两辆小车后端各系一条细线，用一个物体，例如黑板擦，把两条细线同时按压在木板上（图4.2-3）。抬起黑板擦，两辆小车同时开始运动，按下黑板擦，两辆小车同时停下来。用刻度尺测出两辆小车移动的位移x1、x2。由于两辆小车运动时间t相同，从它们的位移之比就可以得出加速度之比
把木板一端垫高，平衡摩擦力。
在相同的时间内，两小车移动的距离分别为:(v０＝０；ｔ相同)
a1/ a2 = x1/x2
测量出 x1 、x2
1. 控制 m 不变，探究 a 与 F 的关系。
2. 同理，控制 F 相同，探究 a与 m 的关系。
让两小车的质量相同m1=m2，两托盘钩码的个数不同 F1≠F2 。
探究a与 F的关系时:
探究a与m的关系时:
让两托盘钩码的个数相同(F1=F2) 两小车的质量不同m1≠m2 。
小车质量一定:加速度与力的关系
(M´+m´2)g (F2大小)
(M´+m´1)g (F1大小)
10
小车所受拉力一定:加速度与质量的关系
300 ´ 6 50
车上砝码质量m1(g)
车上砝码质量m2(g)
（注意：这里的力指的是物体所受的合外力）
加速度与力、质量之间的关系
其他实验方案——用气垫导轨代替长木板
利用弹簧测力计(水平悬挂)探究
弹簧测力计的示数的两倍就等于小车所受到的拉力
利用弹簧测力计(竖直悬挂)探究
弹簧测力计的示数就是小车所受到的拉力
力传感器示数的两倍就等于小车所受到的拉力
下面我们来探究加速度与力、质量之间的定量关系。
实验思路——控制变量法
保持小车质量不变，通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力。小车所受的拉力可认为与槽码所受的重力相等。
保持小车所受的拉力不变，通过在小车上增加重物改变小车的质量。
小车的质量:用天平测量
如何给小车施加一个可以测量的恒力T呢？
直接用弹簧测力计拉小车，可以吗？还是借助定滑轮和钩码来拉？
细线给小车提供的拉力是小车受到合力吗？
不计摩擦，小车： F合=T ≈ mg
计摩擦，小车 ：F合=T-f≠T
如何才能消除摩擦力的影响呢？
当M >>m时，可近似认为小车所受的拉力F等于mg
平衡摩擦力：把轨道的一端垫高，使重力的分力Gsinθ与摩擦力Ff平衡。
具体操作：先不加细线，调整轨道，使小车刚好能匀速下滑（纸带上打出间隔均匀的点）。如果再加上细线，细线的拉力就等于小车受到的合力。
1.用天平测出小车的质量。2.安装好实验装置，平衡摩擦力。3.把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂槽码，将车拉到打点计时器附近。4.先打开计时器电源，再释放小车，得到纸带，并记下钩码重量。5.改变槽码的重量，重复以上的步骤几次。6.控制槽码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。7.设计表格，记录实验数据。
探究加速度与力的关系（小车质量一定）
在误差允许的范围内，加速度与力成正比。即：
小车质量一定时:a∝ F
(1)a图线中，F≠0，a=0，知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分(斜面倾角偏小)；(2)b图线中，F =0，a≠0，知平衡摩擦力过度(斜面倾角偏大)；(3)c图线的斜率减小，知质量变大，可知未满足钩码的质量远小于小车的质量，即所挂钩码的质量太大。
平衡摩擦力操作不当的三种情况：
探究加速度与质量的关系(F=0.2N，小车所受拉力一定）
加速度与质量的关系(F=0.2N，小车所受拉力一定)
平衡摩擦力时不要挂小盘，平衡摩擦力后，不管以后是改变小盘中重物的质量，还是改变小车上所加砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力。实验时要先接通电源后放开小车。实验中必须满足小车和小车上所加砝码的总质量远大于重物和小盘的总质量。只有如此，重物和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等。每次开始时小车应尽量靠近打点计时器(或尽量远离带滑轮的一端)，且在小车到达滑轮前应按住小车。作图线时，要使尽可能多的点落在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧，离直线较远的点应该舍去不予考虑。
实验数据明显不共线——弯曲图线
①轨道粗糙程度不均匀②砂桶总质量m没有远小于小车质量M
*证明：当m<
2．操作误差(偶然误差)： （1）拉线或纸带不与木板平行．（2）倾斜角度不当，平衡摩擦力不准．
3．原理误差（系统误差）： 本实验中用小盘和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和砝码的总重力)，存在系统误差.
将两辆相同的小车放在水平木板上，前端各系一条细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可以放不同的重物。
两辆小车后端各系一条细线，用一个物体，例如黑板擦，把两条细线同时按压在木板上（图4.2-3）。抬起黑板擦，两辆小车同时开始运动，按下黑板擦，两辆小车同时停下来。用刻度尺测出两辆小车移动的位移x1、x2。由于两辆小车运动时间t相同，从它们的位移之比就可以得出加速度之比
把木板一端垫高，平衡摩擦力。
在相同的时间内，两小车移动的距离分别为:(v０＝０；ｔ相同)
a1/ a2 = x1/x2
测量出 x1 、x2
1. 控制 m 不变，探究 a 与 F 的关系。
2. 同理，控制 F 相同，探究 a与 m 的关系。
让两小车的质量相同m1=m2，两托盘钩码的个数不同 F1≠F2 。
探究a与 F的关系时:
探究a与m的关系时:
让两托盘钩码的个数相同(F1=F2) 两小车的质量不同m1≠m2 。
小车质量一定:加速度与力的关系
(M´+m´2)g (F2大小)
(M´+m´1)g (F1大小)
10
小车所受拉力一定:加速度与质量的关系
300 ´ 6 50
车上砝码质量m1(g)
车上砝码质量m2(g)
（注意：这里的力指的是物体所受的合外力）
加速度与力、质量之间的关系
其他实验方案——用气垫导轨代替长木板
利用弹簧测力计(水平悬挂)探究
弹簧测力计的示数的两倍就等于小车所受到的拉力
利用弹簧测力计(竖直悬挂)探究
弹簧测力计的示数就是小车所受到的拉力
力传感器示数的两倍就等于小车所受到的拉力
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