《实验：探究加速度与力、质量的关系》课件的新

那么设想：如果物体所受合外力不为零，则物体运 动会怎样？
点球
守门员扑球
思考： 物体加速度a和哪些因素有关？ 你是怎么知道的？
著法 名拉 战利 斗 机 “ 飓 风 赛 车 与 F2003-GA 2000”
心动
不如行动
第二节
扎旗一中
物理组
胡立华
学习目标 ： 1、学会通过实验探究物体加速度与 力、质量的关系 2、在实验中掌握打点计时器的用法
实验方案原理：如图所示
1、控制m相同，探讨加速度a与F的关系
F1, F2，在相 同的时间内:
1 x1= 2
F1
a1t2
1 x2 = a2t2 2
x2
x1
F2
a1/ a2=x1/x2
测量出x1 、x2
2、控制F相同，探讨加速度a与m的关系
保持物体的质量不变，测量物体在不同的力 作用下的加速度，分析加速度与力的关系
量看标注
4.小车质量m=
5.打点计时器打点周期T=0.02s
方案二：
比较法
方案二：以小车、一端带滑轮的长木板、
粗线、砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口 夹子为实验器材，研究小车的运动。
1.怎样测量（或比较）物体的加速度？ 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。
1.0 0.8 0.6
a/m· -2 s
当 拉 力 不 变 时
次数 1 2 3 4 5
1 m/kg a/m · -2 m /kg -1 s 2.50 0.400 0.861 0.500 0.692 2.00 0.750 0.470 1.33 1.00 1.000 0.352 0.83 1.200 0.290
20 30
50
40
60 70
5
次 数
F2 F1
x2 x1
a
x2 /x1
1 2 3 4
a2 a1
0
F2 / F1
F
思考：
为什么x2 /x1可以表示小车2的a？
为什么F2 / F1可以表示小车2的F?
保持物体所受的力相同，测量不同质量的物 体在该力作用下的加速度，分析加速度与质 量的关系
小车质量M= 300 g,小盘质量M’= 6 g,盘中砝码质量m’= 50 g 次 车上砝 数 (M+m1) 码m1（g） 1
明确几个问题: 1.实验要说明什么问题?
a与F关系?
a与m关系? 1.测量哪些量?
控制一个量 不变
a、F、m
2.怎么设计这个实验? 2.怎么测量?
m： 天平 a: 打点计时器 物体所受的 F: 合力
3.如何由实验得出结论?
数据处理
研究方法：控制变量法
保持物体的质量不变，测量物体在不同 作用下的加速度，分析加速度与合外力 的关系。 保持物体所受力合外力相同，测量不同 质量的物体在该力下的加速度，分析加 速度与质量的关系。
3、对实验数据进行科学处理 对实验结果进行归纳分析
回忆分析
1、物体受到的合外力不为零是物体产生 加速度的原因，即力是物体产生加 速度的原因。 2、质量也将决定物体加速度的大小。
● 加速度大小与物体受力大小有关
质量一定时，受力越大，其加速度越大
●加速度还与物体质量有关
受力一定时，质量越小，其加速度越大。 这里的力指物体所受合力
制定实验方案、设计实验 1.怎样测量物体的加速度？
天平 2.物体的质量用＿＿测量 实验器材： 小车、打点计时器、纸带、 学生电源、一端带滑轮的长木板、细 线、刻度尺、天平、钩码 3.怎样给小车提供一个恒定的合力？
实验装置图
例：
θ
平衡摩擦力 将长木板不带滑轮一端适当垫高，使 小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦 力平衡。 怎样就算平衡好摩擦力了？
10 小车质量M= 300 g,小车上砝码质量m=0 g,小盘质量M’= g
小车1 小车2 次 盘中砝码 (M’+m’1)（g） 位移 盘中砝码 (M’+m’2)（g） 位移 数 m’ （g）(表示F 大小) x /cm m’ （g）(表示F 大小) x /cm 1 2 1 2 1 2 1 2 3 4
4.如何测定小车受到的合力？
小于 5.绳子拉力大小＿＿＿?钩码的重力。
6.什么情况下，绳子拉力近似等于 钩码重力即小车所受的合力？ 理论计算发现：当钩码质量比小车质量 小很多时（ 1/ 6），绳子拉力近似等 于钩码重力即小车所受的合力
方案一：
测加速度法
方案一：
实验装置图
实验探究
1.探究加速度与合力的关系
小车1
小车2
位移 车上砝码 (M+m2) x1/cm m2（g） 位移 x2/cm
2
3 4 5
小车1质量M1
50 150 200 250
小车2质量M2
100
300
次 数
M2 M1
x2 x1
a
x2 /x1
1 2 3 4
a2 a1
M1 M2
0
M2 / M1 1 2
1 m
思考：
为什么x2 /x1可以表示小车2的a？
误差分析
1．小车质量m应比重物的质量m′大得多， 其原理将在后面的牛顿运动定律的应用中专 门讨论．二者差距越小，图象线性越差． 2．夹口的密合性能差是造成误差的原因之 一．由于小车的质量和速度较大，夹子不易 夹住小车的后拖线；有些时候夹子夹住一根 拖线，而另一根未被夹住，对应小车仍向前 运动，这些都是造成位移误差的原因． 3．小车运动停止时不能与定滑轮相碰，如果 小车碰到定滑轮才松手让夹子夹住拖线，则 与定滑轮相碰的小车位移偏小，产生误差．
2．平衡摩擦力后，每次实验时必须满足在小 车上所加砝码的质量远大于砝码和小盘的总质 量的条件下进行．只有如此，砝码和小盘的总 重力才可视为与小车受到的拉力相等．
3．改变拉力和小车质量后，每次开始时小 车应尽量靠近打点计时器(或尽量远离定滑 轮的一端)，并应先接通电源，再放开小车， 且在小车到达定滑轮前应按住小车． 4．各纸带的加速度a，都应是该纸带的平均 加速度． 5．作图象时，要使尽可能多的点在所作直 线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在 所作直线的两侧．
如何更 处理数 据？ 直观地
0.60
0.45
0.30
0.15 0 0. 1 0.2 0.3 0.4 0.5 F/ N
2.探究加速度与质量的关系
实验基本思路：保持小车所受合力相同，测量 不同质量的小车在该力下的加速度，分析加速 度与质量的关系。
怎样改变小车的质量？
做实验 、得数据、填表格二、 作图象、交流分析、形成结论
实验基本思路：保持小车的质量不变， 测量小车在不同作用下的加速度，分析 加速度与合力的关系。
怎样改变合力？
做实验 、得数据、填表格一、 作图象、进行分析、形成结论
s 次数 F/N a/m · -2 当小 车质 量不 变时
0.75
a/m· -2 s
1 2 3 4 5
0.10 0.146 0.20 0.302 0.30 0.428 0.40 0.592 0.50 0.751
为什么M2 / M1可以表示小车2的M?
为什么M2 / M1又表示小车2的1/M?
小结
探究加速度与力、质量的关系 1.研究方法： 控制变量法 2.数据处理方法： 图象法
3.结论：a∝F a∝1/m
F a m
实验注意事项 1．整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是 改变小盘和砝码的质量还是改变小车和砝码 的质量，都不需要重新平衡摩擦力．平衡摩 擦力是指使小车所受动力(小车重力沿斜面 方向的分力)与小车所受阻力(包括小车所受 摩擦力和打点计时器对小车之后所拖纸带的 摩擦力)大小相等．平衡摩擦力时，应在小 车后拖上纸带，先接通电源，再用手给小车 一个初速度，若在纸带上打出的点的间隔是 均匀的，则表明平衡了摩擦力，否则必须重 新调整小木板的位置．
0.4 0.2 1 /kg -1 0 0.5 1.0 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2mm/ kg 0.2 1.5 2.0 2.5实验须Biblioteka ：1.平衡摩擦力心动
不如行动
2.小车开始时要靠近打点计时器
3.
探究a与F关系时，可在小车上放 两个的钩码,F=m’g g=9.8m/s2 g，各种钩码质
同学们 再见！
牛一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态 或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改 变这种状态。 牛一定律，又称惯性定律；物体保持原来匀 速直线运动状态或静止状态的性质，称为惯 性；物体的惯性只和质量有关，质量越大， 惯性越大。
物体不受力时 的运动情况 由牛一定律可知： 物体不受外力 所受合外力为零 物体处于静止或匀速直线运动 状态，即运动状态不变。