《实验：探究加速度与力、质量的关系》课件胡立华的新

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 =2 a2t2
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
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
同学们 再见！
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
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
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
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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。
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。
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．
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
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？
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。
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．
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
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
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
实验须知：
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
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