探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系

第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律4.2

實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系2．學(xué)會(huì)用控制變量法探究物理規(guī)律．3．掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法．什么是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變？根據(jù)牛頓第一定律，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因是什么？

復(fù)習(xí)思考：？物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變指的是物體的速度發(fā)生了變化力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因力運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化速度變化產(chǎn)生加速度力是產(chǎn)生加速度的原因F1<F2m1<m2mF1mF2m1Fm2F第二節(jié)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系定性討論定性討論這里的力指的是物體所受的合外力討論1：加速度的大小與力有什么關(guān)系？討論2：加速度的大小與質(zhì)量有什么關(guān)系？結(jié)論：物體受力相同時(shí)，質(zhì)量越大，加速度越小。結(jié)論：對(duì)同一物體，受力越大，加速度越大。加速度與力和質(zhì)量有關(guān)?定量關(guān)系猜測(cè)：？一、實(shí)驗(yàn)探究a、F、m的關(guān)系1、研究目的：

定量分析a、F、m的關(guān)系2、研究方法：控制變量法A、m一定時(shí)，a與F的定量關(guān)系B、F一定時(shí)，a與m的定量關(guān)系制定實(shí)驗(yàn)方案時(shí)的兩個(gè)問(wèn)題

本實(shí)驗(yàn)有三個(gè)需測(cè)量的物理量：a、F、m。質(zhì)量可用天平測(cè)量,a與F如何測(cè)量？

★平衡摩擦力：將木板的一端適當(dāng)墊高，不掛托盤，給小車一定的初速度，小車拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)，觀察點(diǎn)距是否相等。小車打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2、怎樣提供和測(cè)量物體所受的恒力

實(shí)驗(yàn)中的F應(yīng)為物體所受的合力，如何處理小車所受的摩擦力？方案一：以小車、一端帶滑輪的長(zhǎng)木板、粗線、砝碼、鉤碼、天平、刻度尺、寬口夾子為實(shí)驗(yàn)器材，研究小車的運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)方案一注意:只有當(dāng)盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí),小車所受的拉力才近似等于盤和砝碼的總重力.實(shí)驗(yàn)方案保持m不變保持F不變1、控制m相同，探討加速度a與F的關(guān)系實(shí)驗(yàn)方案原理：如圖所示x1x2F1F2F1,

F2，在相同的時(shí)間內(nèi):x1=a1t2x2=a2t2a1/

a2=x1/x2測(cè)量出x1、x2

2、控制F相同，探討加速度a與m的關(guān)系方案二：小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)線、砝碼、刻度尺、天平為器材，研究小車運(yùn)動(dòng)。用天平測(cè)出小車的質(zhì)量m1，把砝碼的總重力當(dāng)作小車受到的拉力F,從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上測(cè)出Δx,由Δs=at2計(jì)算出小車的加速度a?？赡艿膶?shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)研究

一、加速度與力的關(guān)系的研究

1.研究方法：保持M不變，分析a隨F(m)的變化

2.數(shù)據(jù)采集：

3.數(shù)據(jù)處理：圖象法4.結(jié)論：質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力的大小成正比12345F/Na/ms-2表一：小車質(zhì)量不變M＝0.4kg

0.200.300.400.500.600.480.700.911.111.30a/ms-2F/NO0.20.40.61.51.00.5實(shí)驗(yàn)研究二、加速度與質(zhì)量的關(guān)系

1.研究方法：保持F(m)不變，分析a隨M的變化

2.數(shù)據(jù)采集：

3.數(shù)據(jù)處理：

思考：用圖象法研究a—M的關(guān)系時(shí)，圖線是一條曲線，不易判定圖象的性質(zhì)，如何利用圖象法直觀的得出加速度與質(zhì)量成反比的結(jié)論？

4.結(jié)論：力的大小一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比12345M/kg

a/ms-2表二：拉力不變m＝30g

0.200.250.300.400.501.301.070.910.700.57a/ms-2M/kgO0.10.20.30.40.51.51.00.5M-1/kg-1

5

4

3.32.52Oa/ms-2M-1/kg-1123451.51.00.54.結(jié)論：力的大小一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（注意：這里的力指的是物體所受的合外力）1、m一定，加速度a與F的定量關(guān)系：2、F一定，加速度a與m的定量關(guān)系:

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

1．平衡摩擦力時(shí)不要掛重物，整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變盤和砝碼的質(zhì)量還是改變小車及砝碼的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力．

2．實(shí)驗(yàn)中必須滿足小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量．只有如此，砝碼和小盤的總重力才可視為與小車受到的拉力相等．

3．作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱分布在所作直線兩側(cè)．離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，可舍去不予考慮．

4．小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且先接通電源再放手．小結(jié)：1、實(shí)驗(yàn)的研究方法——控制變量法2、實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)

⑴平衡摩擦力⑵m<<M3、數(shù)據(jù)的處理方法——圖像法

要點(diǎn)：設(shè)法使圖線成一條(過(guò)原點(diǎn)的)直線4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論⑴質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力的大小成正比⑵力的大小一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比