实验：探究加速度与力质量的关系.ppt
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探究加速度与力质量的关系课件共26张PPT
3.测量加速度的方案 (1)应用纸带测加速度 在运动物体上安装一条连接打点计时器的纸带,根据纸带上打 出的点来测量加速度。前面所述的实验方案就是利用这种方法 求取加速度的。它是根据在匀变速直线运动中,连续相等的时 间T内的位移之差Δx=aT2求出加速度。 (2)应用匀变速运动规律求加速度 如果物体做初速度为零的匀加速直线运动,那么,测量物体加速 度最直接的办法就是用刻度尺测量位移并用秒表测量时间,然 后由a= 2x 算出。
(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是( ) A.M=200g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g B.M=200g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g C.M=400g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g D.M=400g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
2.测量、操作不够准确造成偶然误差。 (1)质量的测量误差。 (2)纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差。 (3)拉线或纸带不与木板平行会造成误差。 (4)平衡摩擦力不够(或过度)造成的误差,该误差使作出的图线 在横轴(或纵轴)上产生截距。
1.平衡摩擦力时不要挂重物,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及砝码的质量,都不 需要重新平衡摩擦力。 2.实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码的总 质量。 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,并应先接通电源,再放开小车,且应在小车到达滑轮前按 住小车。 4.作图像时,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两侧。
(3)图乙是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个 相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量 出相邻的计数点之间的距离分别为sAB=4.22cm、sBC=4.65cm、 sCD=5.08cm、sDE=5.49cm、sEF=5.91cm、sFG=6.34cm。已知打点 计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a= m/s2(结果保 留2位有效数字)。
探究加速度与力、质量的关系优质课件PPT
问1：如何为小车提供一个恒定合外力？
问2：如何测量恒定合外力？
问3：如何测量小车拉力？
当桶和桶中物体的质量远小于小车质量，桶和桶 中物体的总重力近似等于小车拉力
练1
实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理一组是 _
• A．M＝200 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g • B．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g • C．M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g • D．M＝400 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
如何获得更大的加速度？
加速度和哪些因素有关？ 1、合外力 2、质量
探究加速度与力、质量的关系
？猜测：
? a
F
控制M不变，探 究a与F的关系
控制变 量法
? a
M
控制F不变，探 究a与M的关系
2.设计实验
1.测量哪些量?
a、F、M
2.怎么测量?
研究对象：小车
M： 天平 a: 打点计时器
F:
怎样为小车提供一个恒 定合外力，并能被测量？
（1）按实验装置图把实验器材安装好
（2）平衡摩擦力 （3）把细绳系在小车上，打点后，取下纸带，并
标注牵引力 （4）保持小车质量不变，在桶中放入质量为m1
的小物体，重复上述实验
3.实验过程 加速度 a 与物体的质量 M 的关系
（1）按实验装置图把实验器材安装好
（2）平衡摩擦力 （3）把细绳系在小车上，打点后，取下纸带，
实验结论：
1、M一定，加速度a与F的定量关系：
aF
2、F一定，加速度a与M的定量关系:
人教版必修一 4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系(共30张PPT)
方案三： 课本上参考案例中的实验方案
Ｆ
小车
夹子
Ｆ
小车
由于两小同时启动、同时停止,故运动时间相同
只需验证：
m一定时： F一定时：
x1 F1 x2 F2
x1 m2 x2 m1
（ ） a1 F1 a2 F2
（ ） a1 m2 a2 m1
m
光滑水平面
F
例六、(09台州)如图所示，在探究加速度与力、质
由乙图中游标卡尺测得遮光条的宽度d. 该实验小组在做实验
时，将滑块从甲图所示位置由静止释放，由数字计时器可以
读出遮光条通过光电门1的时间Δ t1，遮光条通过光电门2的时 间Δ t2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1＝____， 滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2＝___，则滑块的加 速度的表达式a＝_____.(以上表达式均用字母表示)
4.22 cm，sBC＝4.65 cm，sCD＝5.08 cm，sDE＝5.49 cm，
sEF＝5.91 cm，sFG＝6.34 cm.已知打点计时器的工作频
率为50 Hz，则小车的加速度a＝________m/s2(结果保留
两位有效数字)．
0.42
图乙
例四、(2012·舟山模拟)在探究“加速度与力、 质量的关系”的实验中：
实 验 次 数
车 号
小车 质量 （g）
码盘 质量 （g）
车中砝 码质量 （g）
盘中砝 码质量 （g）
小车位 移（cm）
1
甲 乙
50 50
10 10
0 0
0
15
10
30
2
甲 乙
50 50
10 10
0 50
4.2实验探究加速度与力质量的关系课件共25张PPT
3 运动状态改变难易程度的度量 质量
学习目标
掌握用控制变量法探究加速
1
度与力、质量的定量关系。
知道测量加速度大小的方法。 2
3
了解气垫导轨减小摩擦的原 理，了解光电门及数字计时 器在实验中发挥的作用。
掌握用图象来分析实验数据， 探究物理规律的方法。
4
探究思路
实验：探 究加速度 与力、质 量的关系
回顾与思考 牛顿第一定律及理解：
物体不受力
受力平衡
物体静止或匀速直线运动 运动状态不变
物体受力
受力不平衡
物体不能保持静止或匀速 运动状态改变
那么，物体受力不平衡时，会怎样运动呢？
• 什么是物体运动状态的改变？
1 速度的改变 加速度
• 运动状态改变的原因是什么？
2
联
运动状态改变的原因
力
系
• 如何度量运动状态改变的难易程度？
学习 目标
实验器材：
气垫导轨装置（导轨、滑块、气源、光电门、光电计时 器）、钩码、砝码、天平、力传感器、细绳等。
实验探究：
学习 目标
水平放置的气垫导轨上的滑块所受的摩擦力可以忽略
时，作用在滑块上的拉力就是合外力。
实验设计：
1. 搭建好实验器材，气垫导轨水平； 2. 让滑块在钩码的作用下加速运动； 3. 记录滑块通过光电门的速度v1和v2、钩码的质量、
两光电门间的距离s； 4. 保持滑块的质量不变，通过改变钩码的个数，以改
变拉力的大小，重复实验多次。 优教提示
打开工具栏，点击“课件素材”，选取“动画演示：探究加速度与力的关系”
学习 目标
计算加速度的方法：
数据分析：将滑块质量不变时的数据记入表格进行分过光电 两光电门 加速度计 量m/kg 拉力的大 门A的速 门B的速 间的距离 算a/(m/s2)
《实验：探究加速度与力、质量的关系》参考课件
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《实验：探究加速度与力、 质量的关系》参考课件
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CATALOGUE
目录
1
WORKREVIEW
实验目的与原理
4
FUTUREOUTLOOK
误差来源及减小方 法
2
UNDERWORK
实验器材与步骤
5
UNDERWORK
实验结论与意义
砝码
03
用于改变小车的质量。
细绳 力传感器 位移传感器 数据采集与处理系统 所需器材 用于连接小车与力传感器。 用于测量小车的位移。 用于测量细绳上的拉力。 用于实时采集和处理实验数据。
搭建实验装置
1. 将光滑斜面固定在实 验台上，调整其倾斜角 度，使小车能够沿斜面
下滑。
01
3. 将细绳一端连接在小 车上，另一端连接力传 感器，并确保细绳与斜
应急处理措施
若发生火警，应迅速切断电源，使用灭火器等消防 设备扑灭火源，并按照实验室的紧急疏散程序撤离。
若发生设备故障或异常情况，应立即停止实验，并 及时报告指导老师或实验室管理员。
若发生人员受伤或中毒事故，应立即进行急救处理， 并及时拨打急救电话或送往医院救治。
个人防护建议
在进行实验前，应穿戴好实验服、护目 镜、手套等个人防护用品。
提供了定量计算的基础 通过测量力和质量，可以预测物体的加速度，进 而计算物体的运动状态。
指导了工程实践 在机械、建筑等领域，需要精确控制物体的运动 状态，该实验结论为工程师提供了理论支持和实 践指导。
对未来研究的展望
深入研究非线性关系
在极端条件下，如超高速、超强力等情况下，牛顿第二定律可能 不再适用，需要探索更复杂的非线性关系。
《实验：探究加速度与力、 质量的关系》参考课件
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目录
1
WORKREVIEW
实验目的与原理
4
FUTUREOUTLOOK
误差来源及减小方 法
2
UNDERWORK
实验器材与步骤
5
UNDERWORK
实验结论与意义
砝码
03
用于改变小车的质量。
细绳 力传感器 位移传感器 数据采集与处理系统 所需器材 用于连接小车与力传感器。 用于测量小车的位移。 用于测量细绳上的拉力。 用于实时采集和处理实验数据。
搭建实验装置
1. 将光滑斜面固定在实 验台上，调整其倾斜角 度，使小车能够沿斜面
下滑。
01
3. 将细绳一端连接在小 车上，另一端连接力传 感器，并确保细绳与斜
应急处理措施
若发生火警，应迅速切断电源，使用灭火器等消防 设备扑灭火源，并按照实验室的紧急疏散程序撤离。
若发生设备故障或异常情况，应立即停止实验，并 及时报告指导老师或实验室管理员。
若发生人员受伤或中毒事故，应立即进行急救处理， 并及时拨打急救电话或送往医院救治。
个人防护建议
在进行实验前，应穿戴好实验服、护目 镜、手套等个人防护用品。
提供了定量计算的基础 通过测量力和质量，可以预测物体的加速度，进 而计算物体的运动状态。
指导了工程实践 在机械、建筑等领域，需要精确控制物体的运动 状态，该实验结论为工程师提供了理论支持和实 践指导。
对未来研究的展望
深入研究非线性关系
在极端条件下，如超高速、超强力等情况下，牛顿第二定律可能 不再适用，需要探索更复杂的非线性关系。
4.2实验探究加速度与力、质量的关系(共38张PPT)
平衡摩擦力：在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块 薄木板，
反复移动薄木板的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速 运动状态（通过在纸带上打出的点迹是否均匀来判断），这时小 车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受的重力在斜面方 向上的分力平衡。
请同学们自己确定探究方案，进行实验、作出图象，进行分析、 形成结论.
体的受力，分析加速度与力的关系
2、实验数据分析：设计表格，做a—F图像。
实验
数 据 处 理 ： 加 速 0.75 a/m·s -2 度 与 0.60 力 0.45 的 0.30 关 0.15 系
0 0.1 0.2 0.3 0.4
次数 F/N a/m ·s -2 当小 1 车质 2 量不 3 变时 4
实
验
结
论 ：
实验结论：物体所受合力不变时，
加 加速度与物体的质量成反比。
速
度 与
a 1
质
m
量
的
关
系
三、制定实验方案时的两个问题 1、怎样测量（或比较）物体的加速度?
其实，在这个实验中也可不测加速度的具体数值。
2、怎样提供和测量物体所受的恒力?
实验中的F应为物体所受的合力，如何处理小车所受的摩擦力？
影响加速度的因素
牛顿第一定律告诉我们，当物体受到外力作用时，物体的 速度会发生改变，但它无法解释速度会怎样改变。速度改变的 快慢由加速度来描述。因此探寻物体力与运动之间规律的出发 点，是应考虑加速度与什么因素有关。
列车起动时，速度 是缓慢增加的，加速度 较小。影响加速度的原 因是列车牵引力不够大 还是列车质量太大呢？
得多时，小车所受拉力才近似等于盘和砝码的总重 力。
案例二：
实验器材：
反复移动薄木板的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速 运动状态（通过在纸带上打出的点迹是否均匀来判断），这时小 车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受的重力在斜面方 向上的分力平衡。
请同学们自己确定探究方案，进行实验、作出图象，进行分析、 形成结论.
体的受力，分析加速度与力的关系
2、实验数据分析：设计表格，做a—F图像。
实验
数 据 处 理 ： 加 速 0.75 a/m·s -2 度 与 0.60 力 0.45 的 0.30 关 0.15 系
0 0.1 0.2 0.3 0.4
次数 F/N a/m ·s -2 当小 1 车质 2 量不 3 变时 4
实
验
结
论 ：
实验结论：物体所受合力不变时，
加 加速度与物体的质量成反比。
速
度 与
a 1
质
m
量
的
关
系
三、制定实验方案时的两个问题 1、怎样测量（或比较）物体的加速度?
其实，在这个实验中也可不测加速度的具体数值。
2、怎样提供和测量物体所受的恒力?
实验中的F应为物体所受的合力，如何处理小车所受的摩擦力？
影响加速度的因素
牛顿第一定律告诉我们，当物体受到外力作用时，物体的 速度会发生改变，但它无法解释速度会怎样改变。速度改变的 快慢由加速度来描述。因此探寻物体力与运动之间规律的出发 点，是应考虑加速度与什么因素有关。
列车起动时，速度 是缓慢增加的，加速度 较小。影响加速度的原 因是列车牵引力不够大 还是列车质量太大呢？
得多时，小车所受拉力才近似等于盘和砝码的总重 力。
案例二：
实验器材：
牛顿第二定律ppt课件
§4.3 牛顿第二定律
《运动和力的关系》
复习与回顾
实验：探究加速度与力、质量的关系
控制变量法
加速度与力的关系
a
加速度与质量的关系
a
F
a∝ F
1
m
a∝
1 m
一、牛顿第二定律的表达式
1、内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它 的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
2、力的单位
F ＝k ma
【解析】虽然 F＝ma 表示牛顿第二定律，但 F 与 a 无关，因 a 是由 m 和 F 共同决定的，即 a∝F 且 a 与 F 同时产生、同时消失、同时存在、同时改变；
m a 与 F 的方向永远相同。综上所述，可知选项 A、B 错误，C、D 正确。 【答案】CD
二.对牛顿第二定律的理解
2、第二定律的性质 （1）因果性：F合 是 a 产生的原因 （2）矢量性：a 与 F合 的方向相同
437N
负号表示与运动方向相反
第二阶段，汽车重新起步加速,汽车水平受力如右
F合=F－F阻 =2 000N-437N=1 563N
FN
F阻
F
由牛顿第二定律得：a2
F合 m
1563 m/s2 1100
1.42m/s2
G
加速度方向与汽车运动方向相同
用牛顿第二定律解题的一般步骤
1.确定研究对象； 2.对研究对象进行受力分析 3.求出合力；(力的合成法；正交分解法)
同时消失的 B. 物体只有受到力的作用时,才有加速度,才有速度 C. 任何情况下,加速度的方向总与合外力方向相同,也总与速度的方向相
同 D. 当物体受到几个力的作用时,可把物体的加速度看成是各个力单独作
《运动和力的关系》
复习与回顾
实验：探究加速度与力、质量的关系
控制变量法
加速度与力的关系
a
加速度与质量的关系
a
F
a∝ F
1
m
a∝
1 m
一、牛顿第二定律的表达式
1、内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它 的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
2、力的单位
F ＝k ma
【解析】虽然 F＝ma 表示牛顿第二定律，但 F 与 a 无关，因 a 是由 m 和 F 共同决定的，即 a∝F 且 a 与 F 同时产生、同时消失、同时存在、同时改变；
m a 与 F 的方向永远相同。综上所述，可知选项 A、B 错误，C、D 正确。 【答案】CD
二.对牛顿第二定律的理解
2、第二定律的性质 （1）因果性：F合 是 a 产生的原因 （2）矢量性：a 与 F合 的方向相同
437N
负号表示与运动方向相反
第二阶段，汽车重新起步加速,汽车水平受力如右
F合=F－F阻 =2 000N-437N=1 563N
FN
F阻
F
由牛顿第二定律得：a2
F合 m
1563 m/s2 1100
1.42m/s2
G
加速度方向与汽车运动方向相同
用牛顿第二定律解题的一般步骤
1.确定研究对象； 2.对研究对象进行受力分析 3.求出合力；(力的合成法；正交分解法)
同时消失的 B. 物体只有受到力的作用时,才有加速度,才有速度 C. 任何情况下,加速度的方向总与合外力方向相同,也总与速度的方向相
同 D. 当物体受到几个力的作用时,可把物体的加速度看成是各个力单独作
物理 4.2探究加速度与力、质量的关系(共18张PPT)
(1) 为验证小车质量 M不 变时，a 与 F 成正比。小车质量 M 和沙及桶的质量 m 分别选取下列几组数值。应该用哪组效果
会好 ( B )
A. M＝500 g，m 分别为 50 g、70 g、100 g、125 g B. M＝500 g，m 分别为 20 g、30 g、40 g、50 g C. M＝200 g，m 分别为 50 g、70 g、100 g、125 g D. M＝200 g，m 分别为 30 g、40 g、50 g、60 g
得出结论：
在误差允许的范围内，加速度与力成 正比，与质量成反比。即：
m一定：a F
F一定：a 1 m
小 结：
1、实验的研究方法 2、研究方法 ： 控制变量法 —— 控制变量法
2、实验的注意事项 子的拉力小于钩码的重力。
2、研究方法 ： 控制变量法 应该用哪组效果会好 ( )
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，研究加速度与力的关系时，当牵引小车的物体质量取值较大时，得到的图象将有明显的弯
⑴ 平衡摩擦力 曲，如图所示，试分析其原因。
⑴ 质量一定时，加速度与力的大小成正比
⑵ m << M
加速度的大小与物体的质量大小有关。
3、数据的处理方法 —— 图像法 200
0.
______________________________________。
研究对象，可用天平称其质量
则40下0 列说法中0.要正确的点是 ( ：)设法使图线成一条(过原点的)直线
0.15
F/ N
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
次数
1
当拉
2
力不
3
变时
4
5
a/m·s -2
实验：探究加速度与力、质量的关系+课件2024学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
θ θ
Ff
一次补 偿，多 次测量
mgcosθ
mg
具体操作：先不加细线，调整轨道，使小车刚好能匀速下滑（纸带上打出间 隔均匀的点）。 如果再加上细线，细线的拉力就等于小车受到的合力。
质量不变
加速度与力的关系 同一个小车在不同拉力F作用下的加速度a
力不变
加速度与质量的关系 不同质量的小车在相同拉力F作用下的加速度a
1.加速度与力的关系 (小车质量相同)
2.加速度与质量的关系 (小车所受拉力一定)
需要平衡摩擦力吗？
加速度a 与拉力F 成正比
加速度a 与质量m 成反比
课堂总结
加速度a 与拉力F 成正比 加速度a 与质量m 成反比
0.14 0.19 0.39 0.53
0.86 0.61 0.34 0.48
0.36kg
O
+ + + + +
0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 F/N
2.加速度与质量的关系 加速度a 与质量m 成反比
(小车所受拉力一定)
kg
0.400
m
·s
-2
0.861
/ kg-1 2.50
0.500 0.692 2.00
0.750 0.470 1.33
1.000 0.352 1.00
0.20
0.30
0.40 0.50
0.302 0.428 0.592 0.751
加速度a 与拉力F 成正比
未平衡摩擦力 或平衡摩擦力不够 (斜面倾角偏小)
平衡摩擦力过度 (斜面倾角偏大)
1.00
0.80
0.60
图线的斜率减小， 质量变大，
0.40
Ff
一次补 偿，多 次测量
mgcosθ
mg
具体操作：先不加细线，调整轨道，使小车刚好能匀速下滑（纸带上打出间 隔均匀的点）。 如果再加上细线，细线的拉力就等于小车受到的合力。
质量不变
加速度与力的关系 同一个小车在不同拉力F作用下的加速度a
力不变
加速度与质量的关系 不同质量的小车在相同拉力F作用下的加速度a
1.加速度与力的关系 (小车质量相同)
2.加速度与质量的关系 (小车所受拉力一定)
需要平衡摩擦力吗？
加速度a 与拉力F 成正比
加速度a 与质量m 成反比
课堂总结
加速度a 与拉力F 成正比 加速度a 与质量m 成反比
0.14 0.19 0.39 0.53
0.86 0.61 0.34 0.48
0.36kg
O
+ + + + +
0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 F/N
2.加速度与质量的关系 加速度a 与质量m 成反比
(小车所受拉力一定)
kg
0.400
m
·s
-2
0.861
/ kg-1 2.50
0.500 0.692 2.00
0.750 0.470 1.33
1.000 0.352 1.00
0.20
0.30
0.40 0.50
0.302 0.428 0.592 0.751
加速度a 与拉力F 成正比
未平衡摩擦力 或平衡摩擦力不够 (斜面倾角偏小)
平衡摩擦力过度 (斜面倾角偏大)
1.00
0.80
0.60
图线的斜率减小， 质量变大，
0.40
第二节实验探究加速度与力质量的关系PPT课件
解答：A是正确的 物体做匀加速运动说明加速度方向与 当根速加据度速牛方度顿向的第一大二致小定。不律当变，合时物外，体力合受减外的小力合但的外方大力向小决 也定不不了变变物时，体，一的加但加速方速度向度减改。小变而但，加方合速向力度也的大不方小变向和，也速 改度所变大以，小物就无体不关仍是。然恒所做力以加。，速故B运说D也动法是，错错速误的度。增加。 C说法错误。
控制F不变，改变物体质量m
根据我们的经验，在相同力的作用下，质量 m 越大，加速度 a 越小。 若以 a 为纵坐标、 m为横坐标，根据各组数据
a可能是“ a 与 m 成反比”a，
即a 1
m
o
m
o
1 m
如何设计探究实验方案?
•第四章、牛顿第二定律
•7
3.制定实验方案时的两个问题
这个实验需要测量的物理量有三 个：物体的加速度、物体所受 的力、物体的质量。
从定律可看到：一物体所受合外力恒定时，
加速度也恒定不变，物体做匀变速直线运动；
合外力随时间改变时，加速度也随时间改变；
合外力为零时，加速度也为零，物体就处于 静止或匀速直线运动状态。
⑶牛顿第二定律适用范围:
牛顿第二定律只适用低速，宏观物体 .高 速微观粒子不适用.
巩固练习
1.从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都 可以使物体产生加速度。可是我们用力提一 个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二 定律有无矛盾？为什么？
•第四章、牛顿第二定律
•11
若:v0
0
2x a t2
a1 x1 a2 x2
2.怎样提供和测量物体所受的恒力
两个相同的小车放在光滑水平板上， 增减小盘中的祛码就可以改变小车受到的合 力。
若:v0
控制F不变，改变物体质量m
根据我们的经验，在相同力的作用下，质量 m 越大，加速度 a 越小。 若以 a 为纵坐标、 m为横坐标，根据各组数据
a可能是“ a 与 m 成反比”a，
即a 1
m
o
m
o
1 m
如何设计探究实验方案?
•第四章、牛顿第二定律
•7
3.制定实验方案时的两个问题
这个实验需要测量的物理量有三 个：物体的加速度、物体所受 的力、物体的质量。
从定律可看到：一物体所受合外力恒定时，
加速度也恒定不变，物体做匀变速直线运动；
合外力随时间改变时，加速度也随时间改变；
合外力为零时，加速度也为零，物体就处于 静止或匀速直线运动状态。
⑶牛顿第二定律适用范围:
牛顿第二定律只适用低速，宏观物体 .高 速微观粒子不适用.
巩固练习
1.从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都 可以使物体产生加速度。可是我们用力提一 个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二 定律有无矛盾？为什么？
•第四章、牛顿第二定律
•11
若:v0
0
2x a t2
a1 x1 a2 x2
2.怎样提供和测量物体所受的恒力
两个相同的小车放在光滑水平板上， 增减小盘中的祛码就可以改变小车受到的合 力。
若:v0
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1.加速度与合外力的关系
实验基本思路：保持物体的质量 不变，测量物体在不同的合力作 用下物体的加速度，分析加速度 与合外力的关系。
采用控制变量法验 证牛顿第二定律
实验数据的记录处理：
实验数据 实验次数
a
F
a/m·s-2
第一次
第二次 第三次
0 F/N
2.加速度与质量的关系
实验的基本思路：保持物体所受的合外力相同，测量 不同质量的物体在该力的作用下的加速度，分析加速 度与质量的关系。
2 的比值，在实验中我们就可以不必求出加速度而是直接求
位移的比就可以表示加速度的比值关系，从而使实验数据
的处理变得简单、直观。
实验数据处理
1.加速度与力的关系（保持小车质量不变）
次数
x1 a1 x2 a2
F1 F2
1
2
3
4
x1/x2 0
F1/F2
2.加速度与质量的关系（保持拉力不变）
次数
x1 a1 x2 a2
3.平衡摩擦力:在长木板不带定滑轮的一端下面垫一块木 板.反复移动木板的位置,直至小车在斜面上运动时可以 保持匀速直线运动状态.这时,小车拖着纸带运动时受到 的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力 平衡. 4.把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘,先接通电源再 放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列的点,打完点 后切断电源,取下纸带,在纸带上标上纸带号码。
8.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示作用力F,作用力的大 小F等于小盘和砝码的总重力,根据实验结果在坐标平面上 画出相应的点,如果这些点是在一条过原点的直线上,便证 明了加速度与作用力成正比. 9.保持小盘和砝码的质量不变,在小车上加砝码,重复上面 的实验,用纵坐标表示加速度a,横坐标表示小车和砝码总 质量的倒数,根据实验结果在坐标平面上画出相应的点.如 果这些点是在一条过原点的直线上,就证明了加速度与质 量成反比.
2 实验：探究加速度与 力、质量的关系
思考几个问题
1.探究实验中提到的力，其内涵是什么？ 2.如果一个静止的物体受到不为零的合外力会怎样运 动？ 3.物体运动状态的改变是什么原因？质量对物体的运动状 态的改变有影响吗？ 4.加速度与哪些因素有关？
我们身边的运动状态变化:
1.对同一辆车，启动时从不同档启动快慢为什么不一样？ 2.动力车正常行驶比小汽车要快，但启动过程为什么比小 汽车慢得多呢？ 3.在书本上撒一些碎纸片，先轻轻吹，再用力吹，观察到 什么现象？ 4.在书本上撒一些碎纸片和一些小石子，用力吹，观察到 什么现象？
M1 M2
M2 M1
1
2
3
4
x1/x2 0
M2/M1
探究实验结论： 物体的加速度和Fra bibliotek体所受到的合外力有什么关系？ 和自身的质量有什么关系？
例题1.如果 a- 1 图象是通过原点的一条直线，则说明（ B ）
m
A．物体的加速度a与质量m成正比
B．物体的加速度a与质量m成反比
C．物体的质量m与加速度a成正比
3.每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大 于小盘和砝码的总质量的条件下打出.只有如此,小盘和砝 码的总重力才可视为小车受到的拉力. 4.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,并应先接通电源,再放开小车,且应在小车到达 滑轮前按住小车. 5.作图象时,要使尽可能多的点分布在所作直线上,直线外 的点应尽可能对称分布在所作直线两侧. 6.作图时两轴标度比例要选择适当,各量须采用国际单位. 这样作图线时,坐标点间距不至于过密,误差会小些.
5.保持小车和砝码的质量不变,在小盘里放入适量的砝码, 把小盘和砝码的总质量m′记录下来,重复步骤4.在小盘内 再放入适量砝码,记录下小盘和砝码的总质量m″,再重复 步骤4. 6.重复步骤5两次,得到三条纸带. 7.在每条纸带上都选取一段比较理想的部分,标明计数点, 测量计数点间的距离,算出每条纸带上的加速度的值.
D．物体的质量m与加速度a成反比
例题2.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间 的动摩擦因数.实验装置如图所示,一表面粗糙的木板固 定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其 一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定 滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的 频率为50 Hz.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块 开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点.
6.如何来平衡摩擦力？
我们将长木板倾斜一定角度θ，θ应该等于 arctan ,
此时物体在斜面上受到的合外力为0。做实验时肯定无法 这么准确，我们只要把木板倾斜到物体在斜面上大致能够 匀速下滑（可以根据纸带上的点来判断）时即可.
【处理数据.探索结论】 1.用天平测出小车和砝码的总质 量M,小盘和砝码的总质量m,把数 值记录下来. 2.按如图所示把实验器材安装好, 只是不把悬挂小盘的细绳系在车 上,即不给小车施加牵引力.
实验数据记录处理
实验数据 实验次数
a
M
第一次
第二次
第三次
a/m.s-2 0
1/M
实验方案二：
实验器材：小车、一端带滑轮的长木板、粗线、砝码、小盘、 天平、刻度尺、宽口夹子。
实验原理:
在实验中，我们可以根据两个小车的运动时间相同，结合 运动学公式, x 1 at2 得到加速度的比值等于运动位移
探究方案一： 实验装置图
【实验器材】 小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、 砝码（钩码）、小盘、刻度尺、天平
【实验提醒】 1.小车质量的测量用 天平 .
2.打点计时器的用途是： 打出纸带，测量计算小车的加速度.
3.绳拉小车的力是不是小车受到的合外力？
将木板的一端稍作垫高，使小车匀速下滑，此时小车的 合外力多大? 4.绳子的拉力等于砝码的重量吗？为什么？ 不等于！因为砝码向下加速，所以绳子的拉力小于砝 码的重力. 5.什么情况下砝码重力可以近似等于绳子拉力即小车所 受的合外力？ 当砝码质量比小车质量小得多时，绳子的拉力近似等于砝 码的重力，即小车受到的合外力近似等于砝码的重力.
【注意事项】
1.一定要做好平衡摩擦力的工作,也就是调出一个合适的 斜面,使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受 到的摩擦阻力.在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细线 系在小车上,即不要给小车加任何牵引力,并要让小车拖 着打点的纸带运动. 2.实验步骤2、3不需要重复,即整个实验平衡了摩擦力后, 不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝 码的总质量,都不需要重新平衡摩擦力.