人教版高一物理必修1第4章2 实验：探究加速度与力、质量的关系探究牛顿第二定律 课件
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⑵ 力的大小一定时，加速 度与质量成反比：a∝1/M
质疑提问
1．某同学做“探究加速度与力、质量的关系”的实
验中，画出了如图所示的三条图线，这三条图线
表明实验中的什么不同？
1
a
2
小车的质量不同
3
O
F
2．一个物体受到四个力作用而处于静止状态，当撤 去其中的一个力F1，而其他三个力不变时，物体将 做什么运动？
呢？
4. 结论：力的大小一定时，加速度与质量成反比
方案二的实验小结：
1、实验的研究方法 —— 控制变量法 2、实验的注意事项（记于P73页）
⑴ 平衡摩擦力 ⑵使 m << M 3、数据的处理方法 —— 图像法 要点：设法使图线成一条(过原点的)直线 4、实验结论（记于P73页）
⑴ 质量一定时，加速度与力 的大小成正比：a∝F
关 0.15 系
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 F/ N
数 据 处 理 ： 加 速 1.0 a/m·s -2 度 与 0.8 质 0.6
当 次数 拉1 力2
不3 变4 时5
m/kg 0.400 0.500 0.750 1.000 1.200
a/m ·s -2 0.861 0.692 0.470 0.352
据 处 理 ： 加 速 0.75 a/m·s -2 度 与 0.60 力 0.45 的 0.30
当小 1 0.10 0.146 车质 2 0.20 0.302 量不 3 0.30 0.428 变时 4 0.40 0.592
5 0.50 0.751
如何更直 观地处理 数据？
4．关于力下列说法中正确的是 ( A )
①力是使物体运动状态改变的原因；②力是维持物体运
动的原因；③力是改变物体惯性大小的原因；④力是使
物体产生加速度的原因．
A．①④
B．①②
C．②③
D．③④
5．在研究牛顿第二定律的实验中，下列说法中正确 的是( D )
A．平衡摩擦力时，小桶应用细线通过定滑轮系在小 车上，但小桶内不能装沙
法拉利F2003-GA赛车 与著名战斗机“飓风2000” 的一场 “巅峰对决”
说明什么问题呢?
思 怎样研究物体的加速度a 与力、质量的关系？
考
问
m F1
m1
F
题
?
m
F2
m2
F
实 方案：以小车、一端带滑轮的长木板、细 验 线、砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口夹 方 子为实验器材，研究小车的运动。 案 一
a/ms-2 1.30 1.07 0.91 0.70 0.57
M-1/kg-1 5
4 3.3 2.5 2
3. 数据处理：
1.5 1.0 0.5
O 0.1 02.2 03.3 04.4 05.5 MM-1// kkgg-1
思考：用图象法研究a—M的关系时，图线是一条
曲线，不易判定图象的性质，a与M是不是成反比
案
用天平测出小
二
车的质量m
从打点计时器打出 的纸带计算出小车
的加速度a
用钩码的总重力
G当作小车受到 的拉力F
方案二的定量研究
一、加速度与力的关系的研究
1. 研究方法：保持M不变，研究a 随F 的变化
2. 数据采集：
表一：小车质量不变 M＝0.4kg
F/N a/ms-2
12345 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.48 0.70 0.91 1.11 1.30
2．以下物体在运动过程中，运动状态不发生变化的是 C A．小球做自由落体运动 B．枪弹在枪筒中做匀加速运动 C．沿斜坡匀速下滑的汽车 D．汽车在水平面上匀速转弯
3．关于力和运动的关系，下列说法中正确的是 ( D )
A．物体受力一定运动，力停止作用后物体也立即停止 运动
B．物体所受的合力越大，其速度越大 C．物体受力不变时，其运动状态也不变 D．物体受合外力的作用，其速度一定改变
A、运动物体的位移大小变化 B、运动物体的速度大小变化 C、运动物体的速度方向变化 D、运动物体的位移方向变化
7、(多)以下说法正确的是( ABC ) A、受合外力越大的物体，物体的运动状态改变越快 B、物体同时受到几个外力作用时，其运动状态可能保
持不变 C、物体的运动状态改变时，物体一定受到外力作用 D、物体的运动状态改变时，物体所受的外力也会随之
量 0.4
的 0.2 关
系0
0.25 01.40 01.65 02.80 12.05 1.2m1m//kgkg-1
m1 /kg -1 2.50 2.00 1.33 1.00 0.83
B．实验中无须始终保持小车和砝码的质量远远大于 沙和小桶的质量
C．实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小 车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直 线上时，即可证明加速度与质量成反比
D．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为 运动过程中纸带也要受到阻力
6.(多)下列哪些情况中物体的运动状态一定发生了变 化:( BCD )
匀加速直线运动
问题探究
1．如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动在相
同时间内发生的位移x1、x2，加速度之比是多少？
a1 x1 a2 x2
2．如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动的物
体在相同位移内所用时间t1、t2，加速度之比是
多少？
a1 t22 a2 t12
课堂检测
1．（多）“在影响加速度的因素”的探究中发现（CD ） A．同一物体运动的速度越大，受到的合外力越大 B．同一物体运动的速度变化越大，受到的合外力越大 C．同一物体运动速度变化率越小，受到的合外力越小 D．同一物体运动速度变化越快，受到的合外力越大
第二节 实验：探究加速度与 力、质量的关系
【学习目标 】 1．明确用“比较”的方法测量加速度；能独立设计
探究加速度、质量、力三者关系的探究方案。 2．会测量加速度、力、质量；并能作出表示加速度
与力、加速度与质量的关系的图象；能根据图象写 出加速度与力、质量的关系式。并使学生对牛顿第 二定律有初步的理解。 3．体会探究过程中所用的科学方法——控制变量法； 学习科学家的严谨态度。通过对a∝F、a∝1／m的 探究，在提高学生实验能力的基础上，体验探究带 来的乐趣，激发学生学习物理的兴趣。
a/ms-2
1.5 1.0
3. 数据处理：
0.5
方法：图象法 4. 结论：质量一定时，加速度O 与力0.2的0大.4小0成.6 正F/比N
方案二的定量研究
二、加速度与质量的关系
1. 研究方法：保持F (m)不变，研究a 随M的变化
2. 数据采集：
a/ms-2
表二：拉力不变 m＝30g
1
2
3
4
5
M /kg 0.20 0.25 0.30 0.40 0.50
复习提问？
1.什么叫物体运动状态发生了改变,物体运动状 态变化的原因是什么?
物体运动状态的变化指______发生了变化 ____是使物体运动状态变化的原因 力是使物体产生_______的原因
物体的加速度与什么有关？
1、质量
例如：一般小汽车从静止 加速到100km/h，只需十 几秒的时间，而满载的货 车加速就慢得多。 2、受力 例如：竞赛用的小汽车， 安装着强大的发动机， 可以获得很大的加速度。
1.怎样测量（或比较）物体的加速度？aa12
x1 x2
2.怎样提供和测量物体所受的拉力F ？
注意：只有当盘和砝码的质量要比小车的 质量小得多时，小车所受拉力才近似等于 盘和砝码的总重力。
实 方案二：小车、打点计时器、纸带、一端
验 带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻
方 度尺、天平为器材，研究小车运动。
质疑提问
1．某同学做“探究加速度与力、质量的关系”的实
验中，画出了如图所示的三条图线，这三条图线
表明实验中的什么不同？
1
a
2
小车的质量不同
3
O
F
2．一个物体受到四个力作用而处于静止状态，当撤 去其中的一个力F1，而其他三个力不变时，物体将 做什么运动？
呢？
4. 结论：力的大小一定时，加速度与质量成反比
方案二的实验小结：
1、实验的研究方法 —— 控制变量法 2、实验的注意事项（记于P73页）
⑴ 平衡摩擦力 ⑵使 m << M 3、数据的处理方法 —— 图像法 要点：设法使图线成一条(过原点的)直线 4、实验结论（记于P73页）
⑴ 质量一定时，加速度与力 的大小成正比：a∝F
关 0.15 系
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 F/ N
数 据 处 理 ： 加 速 1.0 a/m·s -2 度 与 0.8 质 0.6
当 次数 拉1 力2
不3 变4 时5
m/kg 0.400 0.500 0.750 1.000 1.200
a/m ·s -2 0.861 0.692 0.470 0.352
据 处 理 ： 加 速 0.75 a/m·s -2 度 与 0.60 力 0.45 的 0.30
当小 1 0.10 0.146 车质 2 0.20 0.302 量不 3 0.30 0.428 变时 4 0.40 0.592
5 0.50 0.751
如何更直 观地处理 数据？
4．关于力下列说法中正确的是 ( A )
①力是使物体运动状态改变的原因；②力是维持物体运
动的原因；③力是改变物体惯性大小的原因；④力是使
物体产生加速度的原因．
A．①④
B．①②
C．②③
D．③④
5．在研究牛顿第二定律的实验中，下列说法中正确 的是( D )
A．平衡摩擦力时，小桶应用细线通过定滑轮系在小 车上，但小桶内不能装沙
法拉利F2003-GA赛车 与著名战斗机“飓风2000” 的一场 “巅峰对决”
说明什么问题呢?
思 怎样研究物体的加速度a 与力、质量的关系？
考
问
m F1
m1
F
题
?
m
F2
m2
F
实 方案：以小车、一端带滑轮的长木板、细 验 线、砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口夹 方 子为实验器材，研究小车的运动。 案 一
a/ms-2 1.30 1.07 0.91 0.70 0.57
M-1/kg-1 5
4 3.3 2.5 2
3. 数据处理：
1.5 1.0 0.5
O 0.1 02.2 03.3 04.4 05.5 MM-1// kkgg-1
思考：用图象法研究a—M的关系时，图线是一条
曲线，不易判定图象的性质，a与M是不是成反比
案
用天平测出小
二
车的质量m
从打点计时器打出 的纸带计算出小车
的加速度a
用钩码的总重力
G当作小车受到 的拉力F
方案二的定量研究
一、加速度与力的关系的研究
1. 研究方法：保持M不变，研究a 随F 的变化
2. 数据采集：
表一：小车质量不变 M＝0.4kg
F/N a/ms-2
12345 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.48 0.70 0.91 1.11 1.30
2．以下物体在运动过程中，运动状态不发生变化的是 C A．小球做自由落体运动 B．枪弹在枪筒中做匀加速运动 C．沿斜坡匀速下滑的汽车 D．汽车在水平面上匀速转弯
3．关于力和运动的关系，下列说法中正确的是 ( D )
A．物体受力一定运动，力停止作用后物体也立即停止 运动
B．物体所受的合力越大，其速度越大 C．物体受力不变时，其运动状态也不变 D．物体受合外力的作用，其速度一定改变
A、运动物体的位移大小变化 B、运动物体的速度大小变化 C、运动物体的速度方向变化 D、运动物体的位移方向变化
7、(多)以下说法正确的是( ABC ) A、受合外力越大的物体，物体的运动状态改变越快 B、物体同时受到几个外力作用时，其运动状态可能保
持不变 C、物体的运动状态改变时，物体一定受到外力作用 D、物体的运动状态改变时，物体所受的外力也会随之
量 0.4
的 0.2 关
系0
0.25 01.40 01.65 02.80 12.05 1.2m1m//kgkg-1
m1 /kg -1 2.50 2.00 1.33 1.00 0.83
B．实验中无须始终保持小车和砝码的质量远远大于 沙和小桶的质量
C．实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小 车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直 线上时，即可证明加速度与质量成反比
D．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为 运动过程中纸带也要受到阻力
6.(多)下列哪些情况中物体的运动状态一定发生了变 化:( BCD )
匀加速直线运动
问题探究
1．如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动在相
同时间内发生的位移x1、x2，加速度之比是多少？
a1 x1 a2 x2
2．如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动的物
体在相同位移内所用时间t1、t2，加速度之比是
多少？
a1 t22 a2 t12
课堂检测
1．（多）“在影响加速度的因素”的探究中发现（CD ） A．同一物体运动的速度越大，受到的合外力越大 B．同一物体运动的速度变化越大，受到的合外力越大 C．同一物体运动速度变化率越小，受到的合外力越小 D．同一物体运动速度变化越快，受到的合外力越大
第二节 实验：探究加速度与 力、质量的关系
【学习目标 】 1．明确用“比较”的方法测量加速度；能独立设计
探究加速度、质量、力三者关系的探究方案。 2．会测量加速度、力、质量；并能作出表示加速度
与力、加速度与质量的关系的图象；能根据图象写 出加速度与力、质量的关系式。并使学生对牛顿第 二定律有初步的理解。 3．体会探究过程中所用的科学方法——控制变量法； 学习科学家的严谨态度。通过对a∝F、a∝1／m的 探究，在提高学生实验能力的基础上，体验探究带 来的乐趣，激发学生学习物理的兴趣。
a/ms-2
1.5 1.0
3. 数据处理：
0.5
方法：图象法 4. 结论：质量一定时，加速度O 与力0.2的0大.4小0成.6 正F/比N
方案二的定量研究
二、加速度与质量的关系
1. 研究方法：保持F (m)不变，研究a 随M的变化
2. 数据采集：
a/ms-2
表二：拉力不变 m＝30g
1
2
3
4
5
M /kg 0.20 0.25 0.30 0.40 0.50
复习提问？
1.什么叫物体运动状态发生了改变,物体运动状 态变化的原因是什么?
物体运动状态的变化指______发生了变化 ____是使物体运动状态变化的原因 力是使物体产生_______的原因
物体的加速度与什么有关？
1、质量
例如：一般小汽车从静止 加速到100km/h，只需十 几秒的时间，而满载的货 车加速就慢得多。 2、受力 例如：竞赛用的小汽车， 安装着强大的发动机， 可以获得很大的加速度。
1.怎样测量（或比较）物体的加速度？aa12
x1 x2
2.怎样提供和测量物体所受的拉力F ？
注意：只有当盘和砝码的质量要比小车的 质量小得多时，小车所受拉力才近似等于 盘和砝码的总重力。
实 方案二：小车、打点计时器、纸带、一端
验 带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻
方 度尺、天平为器材，研究小车运动。