探究加速度、合外力、質(zhì)量定量關(guān)系

1、2022-6-1212022-6-122牛頓第一定律：一切物體總保牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)畛謩蛩僦本€運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)態(tài),除非作用在它上面的力迫使除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。它改變這種狀態(tài)。2022-6-123力是產(chǎn)生加速度的原因力是產(chǎn)生加速度的原因感受實例加速度加速度a a與力與力F F有有關(guān)關(guān)2022-6-124感受實例加速度加速度a a與與質(zhì)量質(zhì)量m m有關(guān)有關(guān)F1賽車從賽車從0加速到時速加速到時速100公里只需公里只需2.3秒秒質(zhì)量是慣性大小的量度質(zhì)量是慣性大小的量度2022-6-125 物體的加速度物體的加速度a與所受到的合外力與所受到的合外力

2、F、物、物體質(zhì)量體質(zhì)量m有怎樣的定量關(guān)系？有怎樣的定量關(guān)系？研究方法：研究方法：保持保持m不變，研究不變，研究a 與與F的關(guān)系的關(guān)系; 保持保持F不變，研究不變，研究a與與m的關(guān)系。的關(guān)系。2022-6-126實驗驗證實驗驗證思考：如何設(shè)計實驗思考：如何設(shè)計實驗?事實是不是這樣呢？事實是不是這樣呢？m一定，一定， a F； F一定，一定， a1/m。2022-6-127明確幾個問題明確幾個問題:2.如何由實驗得出結(jié)論如何由實驗得出結(jié)論?1.怎么設(shè)計這個實驗怎么設(shè)計這個實驗?1.測量哪些量測量哪些量?2.怎么測量怎么測量?數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理：m不變時，不變時，a與與F關(guān)系；關(guān)系；F不變時，不變時

3、，a與與m關(guān)系。關(guān)系。 a、F、m m： a:F:天平天平求出物體所求出物體所受的合力受的合力2022-6-128光電門光電門數(shù)字計時器數(shù)字計時器拓展探究拓展探究2022-6-129光電門光電門1 1光電門光電門2 2擋光板擋光板xX/t參考方案三參考方案三:利用氣墊導(dǎo)軌來探究利用氣墊導(dǎo)軌來探究F支支F拉拉G滑塊：研究對象，用天平稱其質(zhì)量?；瑝K：研究對象，用天平稱其質(zhì)量。光電門、數(shù)字計時器：測量滑塊運(yùn)動時光電門、數(shù)字計時器：測量滑塊運(yùn)動時加速度。加速度。鉤碼：其重力大小可近似等于細(xì)線對滑塊的拉鉤碼：其重力大小可近似等于細(xì)線對滑塊的拉力（合力）大?。ó?dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量力（合力）大小（當(dāng)鉤碼

4、質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量時）。時）。2022-6-1210測量（滑塊）加速度公式測量（滑塊）加速度公式2222021()()22xxvvttaxx2022-6-1211實驗步驟：（滑塊質(zhì)量一定，探究其加速度實驗步驟：（滑塊質(zhì)量一定，探究其加速度與合外力的關(guān)系）與合外力的關(guān)系）v1.讓滑塊在細(xì)線拉力的作用下做加速運(yùn)動，記錄滑塊通過光讓滑塊在細(xì)線拉力的作用下做加速運(yùn)動，記錄滑塊通過光電門的速度（由公式電門的速度（由公式 求得）求得） 、砝碼的質(zhì)量、兩光電門、砝碼的質(zhì)量、兩光電門的距離。的距離。v2.保持滑塊質(zhì)量不變，增加或減少砝碼，改變對滑塊的拉力保持滑塊質(zhì)量不變，增加或減少砝碼，改變對滑塊的拉力大小，

5、重復(fù)三次。大小，重復(fù)三次。v3.設(shè)計實驗表格，將滑塊質(zhì)量不變時的實驗數(shù)據(jù)記錄表格并設(shè)計實驗表格，將滑塊質(zhì)量不變時的實驗數(shù)據(jù)記錄表格并分析分析v4.由公式由公式 計算加速度，填入表格計算加速度，填入表格v5.用縱坐標(biāo)表示物體的加速度橫坐標(biāo)表示物體的合外力，作用縱坐標(biāo)表示物體的加速度橫坐標(biāo)表示物體的合外力，作出出a-F關(guān)系圖像關(guān)系圖像2222021()()22xxvvttaxxtxv2022-6-1212 實驗表格實驗表格 滑塊質(zhì)量滑塊質(zhì)量= kgvjj砝碼的質(zhì)砝碼的質(zhì)量量 m/kg的的質(zhì)質(zhì)量量滑滑滑塊所受滑塊所受拉力大小近拉力大小近似值似值F/N近似近似值值滑塊通過光滑塊通過光電門電門1的速度的

6、速度滑塊通過光滑塊通過光電門電門2的速度的速度兩光電門的兩光電門的距離距離滑塊加速度滑塊加速度計算值計算值2022-6-1213實驗結(jié)論實驗結(jié)論m一定時，一定時，aF2022-6-1214實驗步驟：（滑塊合外力一定，探究其加速實驗步驟：（滑塊合外力一定，探究其加速度與其質(zhì)量的關(guān)系）度與其質(zhì)量的關(guān)系）v1.讓滑塊在細(xì)線拉力的作用下做加速運(yùn)動，記錄滑塊通過光讓滑塊在細(xì)線拉力的作用下做加速運(yùn)動，記錄滑塊通過光電門的速度（由公式電門的速度（由公式 求得）求得） 、砝碼的質(zhì)量、兩光電門、砝碼的質(zhì)量、兩光電門的距離。的距離。v2.保持滑塊牽引力不變，增加或減少滑塊的質(zhì)量，重復(fù)三保持滑塊牽引力不變，增加或減

7、少滑塊的質(zhì)量，重復(fù)三次。次。v3.設(shè)計實驗表格，將滑塊質(zhì)量不變時的實驗數(shù)據(jù)記錄表格并設(shè)計實驗表格，將滑塊質(zhì)量不變時的實驗數(shù)據(jù)記錄表格并分析分析v4.由公式由公式 計算加速度，填入表格計算加速度，填入表格v5.用縱坐標(biāo)表示物體的加速度橫坐標(biāo)表示物體的合外力，作用縱坐標(biāo)表示物體的加速度橫坐標(biāo)表示物體的合外力，作出出a-關(guān)系圖像關(guān)系圖像2222021()()22xxvvttaxxtxv2022-6-1215 實驗表格實驗表格 拉力拉力F= Nvjj滑塊的質(zhì)滑塊的質(zhì)量（含橡皮量（含橡皮泥）泥） m/kg的的質(zhì)量質(zhì)量滑滑滑塊（含滑塊（含橡皮泥）質(zhì)橡皮泥）質(zhì)量倒數(shù)量倒數(shù)近似近似值值滑塊通過光滑塊通過光電門

8、電門1的速度的速度滑塊通過光滑塊通過光電門電門2的速度的速度兩光電門的兩光電門的距離距離滑塊加速度滑塊加速度計算值計算值2022-6-1216實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：F一定時，一定時，a1/m2022-6-1217實驗設(shè)計實驗設(shè)計: 參考方案一參考方案一:用打點(diǎn)計時器探究用打點(diǎn)計時器探究小車小車:打點(diǎn)計時器打點(diǎn)計時器:測量小車運(yùn)動過程中的加速度測量小車運(yùn)動過程中的加速度鉤碼鉤碼:重力提供拉力重力提供拉力研究對象研究對象,可用天平稱其質(zhì)量可用天平稱其質(zhì)量合力合力F=?GFNFf2022-6-1218平衡摩擦力：平衡摩擦力： 鉤碼重力近似等于繩子拉力，用以表示小車受到鉤碼重力近似等于繩子拉力，用以表示

9、小車受到的合外力的合外力FGG1FNfG1平衡摩擦力平衡摩擦力f。2022-6-1219實驗步驟實驗步驟:1.用天平測出小車的質(zhì)量。用天平測出小車的質(zhì)量。2.安裝好實驗裝置，在小車上裝好紙帶，紙帶另一端穿安裝好實驗裝置，在小車上裝好紙帶，紙帶另一端穿過計時器限位孔，調(diào)整木板傾斜程度，平衡摩擦力。過計時器限位孔，調(diào)整木板傾斜程度，平衡摩擦力。3.控制小車質(zhì)量不變，用細(xì)線將鉤碼與小車相連（鉤碼控制小車質(zhì)量不變，用細(xì)線將鉤碼與小車相連（鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量），打開打點(diǎn)計時器，釋放小車，質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量），打開打點(diǎn)計時器，釋放小車，測出一組數(shù)據(jù)。測出一組數(shù)據(jù)。4.改變鉤碼質(zhì)量，多測幾組數(shù)據(jù)。改變鉤

10、碼質(zhì)量，多測幾組數(shù)據(jù)。5.控制鉤碼質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量，再測幾組數(shù)據(jù)?？刂沏^碼質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量，再測幾組數(shù)據(jù)。2022-6-1220演示實驗：探究加速度演示實驗：探究加速度a與質(zhì)量與質(zhì)量m的關(guān)系的關(guān)系數(shù)據(jù)采集與處理數(shù)據(jù)采集與處理2022-6-1221課堂小結(jié)課堂小結(jié) 本節(jié)課以實驗為依據(jù)，采用控制變本節(jié)課以實驗為依據(jù)，采用控制變量法進(jìn)行研究，根據(jù)已掌握的物理知量法進(jìn)行研究，根據(jù)已掌握的物理知識設(shè)計實驗方案，探索物理規(guī)律是物識設(shè)計實驗方案，探索物理規(guī)律是物理學(xué)研究的重要方法。理學(xué)研究的重要方法。2022-6-12221關(guān)于關(guān)于“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，

11、下的實驗，下列說法中符合實際的是列說法中符合實際的是 ()A通過同時改變小車的質(zhì)量通過同時改變小車的質(zhì)量m及受到的拉力及受到的拉力F的研究，的研究，能歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系能歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系B通過保持小車質(zhì)量不變，只改變小車的拉力的研究，通過保持小車質(zhì)量不變，只改變小車的拉力的研究，就可以歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系就可以歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系C通過保持小車受力不變，只改變小車質(zhì)量的研究，通過保持小車受力不變，只改變小車質(zhì)量的研究，就可以得出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系就可以得出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系D先不改變小車質(zhì)量，研究加速

12、度與力的關(guān)系；再不先不改變小車質(zhì)量，研究加速度與力的關(guān)系；再不改變受力，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加改變受力，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系課堂練習(xí)課堂練習(xí)2022-6-12232 2、在做、在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，的實驗時， 某學(xué)生某學(xué)生將實驗裝置如圖所示安裝，準(zhǔn)備接通電源后開始做實驗，但他將實驗裝置如圖所示安裝，準(zhǔn)備接通電源后開始做實驗，但他的裝置圖中有兩個明顯的錯誤，請你指出來：的裝置圖中有兩個明顯的錯誤，請你指出來：（1） （2）沒有平衡摩擦力沒有平衡摩擦力打點(diǎn)計時器應(yīng)使

13、用低壓交流電源打點(diǎn)計時器應(yīng)使用低壓交流電源2022-6-12243某同學(xué)在某同學(xué)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，測的實驗中，測得小車的加速度得小車的加速度a和拉力和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示：的數(shù)據(jù)如下表所示：F/N0.200.300.400.500.60a/(ms2)0.110.190.290.400.51(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)作出根據(jù)表中的數(shù)據(jù)作出aF圖象；圖象；(2)圖象圖象(或延長線或延長線)與與F軸的截距的物理意義是軸的截距的物理意義是_；2022-6-1225解析：解析：(1)選取適當(dāng)?shù)臉?biāo)度，作出選取適當(dāng)?shù)臉?biāo)度，作出aF圖象如圖所示圖象如圖所示(2)由由FMa得得aF/M ，可見圖象的斜率為小車和砝碼的總，可見圖象的斜率為小車和砝碼的總質(zhì)量的倒數(shù)質(zhì)量的倒數(shù)(3)圖象與圖象與F軸的截距表示加速度恰好為零時的拉力，也即是小軸的截距表示加速度恰好為零