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《加速度与力、质量的关系》牛顿运动定律PPT教学课件
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《加速度与力、质量的关系》牛顿运动定律PPT教学课件

第一部分内容:必备知识·素养奠基

【实验目的】

1.探究加速度与力、质量的关系。

2.学会用_________法探索物理规律。

【实验器材】

带定滑轮的长木板、薄垫块、小车、细绳、重物(小钩码或沙桶等)、___________、纸带、_________、天平、砝码、_______。

【实验原理与设计】

1.实验的基本思想—— 控制变量法:

(1)变量的控制要求:

在物理实验中,要注意控制实验过程中的不同变量。

(2)设计思路。

①若讨论加速度与受力的关系时,应控制_____不变;

②若讨论加速度与物体质量的关系时,应控制_____不变。

(3)实验思想的拓展。

这种控制一些物理量不变,先分别研究待测量与其中一个物理量的关系,再综合解决问题的控制变量法,被广泛应用于科学研究中。

2.实验原理:

(1)保持小车质量m不变,通过_________的方式改变作用于小车的力F,测出小车相应的加速度a,则可得a与F的关系。

(2)保持拉力F不变,通过_______________的方式改变小车的质量m,测出相应的加速度a,则可得a与m的关系。

3.实验设计:

设计一 三个物理量的测量方法——近似法

(1)拉力的测量。

①平衡小车所受阻力。

a.将远离滑轮的一端用薄垫块垫高;

b.使小车在不挂重物时能做_____________;

c.这种情况下,小车重力沿斜面向下的分力恰好抵消其_____________________。

②使小车所受拉力等于重物的重力。

只有_______________________________时,才可以近似认为重物的重力等于小车的拉力,即F≈m′g。

(2)研究对象质量的测量。

①利用天平测出空小车的质量m0和重物的质量m′;

②研究对象的质量等于空小车的质量m0与砝码质量之和。

(3)加速度的测量。

①原理:

放在长木板上的小车在细绳恒定拉力作用下做匀加速

直线运动,取两段相邻、相等时间内的位移,满足

Δx=aT2;

②应用刻度尺测量_________________;

③利用_______计算对应的加速度大小。

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加速度与力质量的关系PPT,第二部分内容:关键能力·素养形成

【实验过程】

一、实验步骤

1.安装实验器材:

将小车置于带有定滑轮的木板上,将纸带穿过打点计时器后挂在小车尾部。

2.平衡摩擦力:

用薄垫块将木板垫高,调整其倾斜程度,直至小车运动时打点计时器在纸带上打出的点分布均匀即可。

3.悬挂重物:

在细绳一端挂上重物,另一端通过定滑轮系在小车前端。

4.收集纸带数据:

小车靠近打点计时器后开启打点计时器,稍后再将小车由静止释放,打点计时器在纸带上打出一系列的点,据此计算出小车的加速度。

5.改变小车受力:

(1)保持小车的质量不变,通过增加小钩码的数量,增加重物的质量(总质量仍远小于小车质量);

(2)重复步骤4,多做几次实验,并记录好相应纸带的编号及所挂钩码的总重力m2g、m3g…

6.改变小车质量:

(1)保持重物(小车所受的拉力)不变,通过增加或减少小车上的砝码的方式,改变小车的质量,接通电源后放开小车,用纸带记录小车的运动情况。取下纸带,并在纸带上标上号码及小车和砝码的总质量M1;

(2)继续在小车上增加砝码,重复前面的步骤,多做几次实验,在每次实验得到的纸带上标上号码及小车和砝码的总质量M2、M3…

【思考·讨论】

(1)“平衡”摩擦力的操作过程中要不要挂钩码?为什么?(科学推理)

提示:实验操作中,为确保细绳拉力为小车所受合力,故平衡时不需要挂钩码。

(2)实验过程中,应从哪几个方面注意操作的安全问题?(科学态度与责任)

提示:①使用打点计时器时,应注意用电安全;

②注意避免小车、砝码及重物等的下落造成摔坏器材或砸伤身体。

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加速度与力质量的关系PPT,第三部分内容:实验研析·素养迁移

类型一 实验操作

【典例1】用如图所示的装置研究在作用力F一定时,小车的加速度a与小车质量m的关系,某位同学设计的实验步骤如下:

A.用天平称出小车和托盘及所装重物的质量;

B.按图安装好实验器材;

C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂托盘及重物;

D.将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,并在纸带上标明小车质量;

E.保持托盘及重物的质量不变,增加小车上的砝码个数,并记录每次增加后的m值,重复上述实验;

F.分析每条纸带,测量并计算出加速度的值;

G.作a-m关系图像,并由图像确定a与m的关系。

(1)该同学漏掉的重要实验步骤是___________, 该步骤应排在_______步实验之后。 

(2)在上述步骤中,有错误的是_______________,应把________________改为_______________。 

(3)在上述步骤中,处理不恰当的是_____,应把_____改为_______。 

【解题探究】

(1)电磁打点计时器对电源的要求是什么?

提示:4~6 V交流电。

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