《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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