《加速度與力、質量的關系》牛頓運動定律PPT教學課件
第一部分內容：必備知識·素養奠基
【實驗目的】
1.探究加速度與力、質量的關系。
2.學會用_________法探索物理規律。
【實驗器材】
帶定滑輪的長木板、薄墊塊、小車、細繩、重物(小鉤碼或沙桶等)、___________、紙帶、_________、天平、砝碼、_______。
【實驗原理與設計】
1.實驗的基本思想—— 控制變量法：
(1)變量的控制要求：
在物理實驗中，要注意控制實驗過程中的不同變量。
(2)設計思路。
①若討論加速度與受力的關系時，應控制_____不變；
②若討論加速度與物體質量的關系時，應控制_____不變。
(3)實驗思想的拓展。
這種控制一些物理量不變，先分別研究待測量與其中一個物理量的關系，再綜合解決問題的控制變量法，被廣泛應用于科學研究中。
2.實驗原理：
(1)保持小車質量m不變，通過_________的方式改變作用于小車的力F，測出小車相應的加速度a，則可得a與F的關系。
(2)保持拉力F不變，通過_______________的方式改變小車的質量m，測出相應的加速度a，則可得a與m的關系。
3.實驗設計：
設計一 三個物理量的測量方法——近似法
(1)拉力的測量。
①平衡小車所受阻力。
a.將遠離滑輪的一端用薄墊塊墊高；
b.使小車在不掛重物時能做_____________；
c.這種情況下，小車重力沿斜面向下的分力恰好抵消其_____________________。
②使小車所受拉力等于重物的重力。
只有_______________________________時，才可以近似認為重物的重力等于小車的拉力，即F≈m′g。
(2)研究對象質量的測量。
①利用天平測出空小車的質量m0和重物的質量m′；
②研究對象的質量等于空小車的質量m0與砝碼質量之和。
(3)加速度的測量。
①原理：
放在長木板上的小車在細繩恒定拉力作用下做勻加速
直線運動，取兩段相鄰、相等時間內的位移，滿足
Δx=aT2；
②應用刻度尺測量_________________；
③利用_______計算對應的加速度大小。
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加速度與力質量的關系PPT，第二部分內容：關鍵能力·素養形成
【實驗過程】
一、實驗步驟
1.安裝實驗器材：
將小車置于帶有定滑輪的木板上，將紙帶穿過打點計時器后掛在小車尾部。
2.平衡摩擦力：
用薄墊塊將木板墊高，調整其傾斜程度，直至小車運動時打點計時器在紙帶上打出的點分布均勻即可。
3.懸掛重物：
在細繩一端掛上重物，另一端通過定滑輪系在小車前端。
4.收集紙帶數據：
小車靠近打點計時器后開啟打點計時器，稍后再將小車由靜止釋放，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，據此計算出小車的加速度。
5.改變小車受力：
(1)保持小車的質量不變，通過增加小鉤碼的數量，增加重物的質量(總質量仍遠小于小車質量)；
(2)重復步驟4，多做幾次實驗，并記錄好相應紙帶的編號及所掛鉤碼的總重力m2g、m3g…
6.改變小車質量：
(1)保持重物(小車所受的拉力)不變，通過增加或減少小車上的砝碼的方式，改變小車的質量，接通電源后放開小車，用紙帶記錄小車的運動情況。取下紙帶，并在紙帶上標上號碼及小車和砝碼的總質量M1；
(2)繼續在小車上增加砝碼，重復前面的步驟，多做幾次實驗，在每次實驗得到的紙帶上標上號碼及小車和砝碼的總質量M2、M3…
【思考·討論】
(1)“平衡”摩擦力的操作過程中要不要掛鉤碼？為什么？(科學推理)
提示：實驗操作中，為確保細繩拉力為小車所受合力，故平衡時不需要掛鉤碼。
(2)實驗過程中，應從哪幾個方面注意操作的安全問題？(科學態度與責任)
提示：①使用打點計時器時，應注意用電安全；
②注意避免小車、砝碼及重物等的下落造成摔壞器材或砸傷身體。
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加速度與力質量的關系PPT，第三部分內容：實驗研析·素養遷移
類型一 實驗操作
【典例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與小車質量m的關系，某位同學設計的實驗步驟如下：
A.用天平稱出小車和托盤及所裝重物的質量；
B.按圖安裝好實驗器材；
C.把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛托盤及重物；
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量；
E.保持托盤及重物的質量不變，增加小車上的砝碼個數，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a-m關系圖像，并由圖像確定a與m的關系。
(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，處理不恰當的是_____，應把_____改為_______。
【解題探究】
(1)電磁打點計時器對電源的要求是什么？
提示：4～6 V交流電。
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