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2、实验：探究加速度与力、质量的关系 力 运动状态变化快慢 （速度变化快慢） 质量 加速度 m F1 m F2 m1 F m2 F 制定计划与设计实验 1．研究一个物理量同时与两个物理量的关系时， 应当采用什么方法 ？ 控制变量法 2．质量可以通过天平来测定，如何测出物体受到的力和物体的加速度？ 问题1：如何测出物体的加速度？ 1）通过打点计时器打出的纸带测量 2）频闪照片 3）气垫导轨，光电门，数字计时器 4）传感器 制定计划与设计实验 问题2：如何提供并测量物体所受的恒力？ 现实中，只受一个力的物体几乎不存在，因此只能等效物体只受一个力，即合力． F 光滑水平面 M 问题1：如何测出物体的加速度？ 制定计划与设计实验 弹簧测力计？ 问题2：如何提供并测量物体所受的恒力？ 现实中，只受一个力的物体几乎不存在，因此只能等效物体只受一个力，即合力． 光滑水平面 M m 如果Mm，则F=mg 问题1：如何测出物体的加速度？ 气垫导轨 方案一 制定计划与设计实验 F 小车在水平木板上受到的合力是什么？ F合=F－f 问题2：如何提供并测量物体所受的恒力？ 问题1：如何测出物体的加速度？ 方案二 制定计划与设计实验 如何能让小车在木板上受到的合力等效于只受绳子的拉力？ F合=F－f F合=F θ（ 问题2：如何提供并测量物体所受的恒力？ 问题1：如何测出物体的加速度？ 方案二 制定计划与设计实验 θ（ 问题2：如何提供并测量物体所受的恒力？ 问题1：如何测出物体的加速度？ 如果Mm，则F=mg 方案二 制定计划与设计实验 1．平衡摩擦力时，要挂钩码吗？为什么？ 2．每改变一次所挂钩码个数后，需要重新平衡摩擦力吗？ 3．每改变一次小车质量后，需要重新平衡摩擦力吗？ 4．绳中的拉力大小等于所挂钩码的重力大小吗？ F合=F 方案三 制定计划与设计实验 1．需要平衡摩擦力吗？为什么？ 2．需要满足Mm吗?为什么？ F/ N a/m·s -2 0.15 0.30 0.45 0.60 0.75 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 小车质量一定 次数 F/N a/m ·s -2 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 数据处理与分析 θ（ M/ kg a/m·s -2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 a/m·s -2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 /kg -1 M 1 拉力一定 5 4 3 2 1 a/m ·s -2 M/kg 次数 M-1/kg -1 2.50 2.00 1.33 1.00 0.83 0.400 0.861 0.500 0.692 0.750 0.470 1.000 0.352 1.200 0.290 数据处理与分析 x1 x2 F1 F2 F1，F2在相同的时间内: x1= a1t2 x2 = a2t2 a1/a2=x1/x2 方案四 制定计划与设计实验 1．需要平衡摩擦力吗？为什么？ 2．需要满足Mm吗?为什么？ 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 小车质量M= g，小车上砝码质量m= g，小盘质量M’= g 次数 小车1 小车2 1 2 3 4 5 位移x1/cm 位移x2/cm (M’+m’2)（g） (表示F2大小) 盘中砝码m’2（g） 300 0 10 50 20 30 40 60 盘中砝码m’1（g） (M’+m’1)（g） (表示F1大小) 70 数据处理与分析 60 30 40 50 70 80 x2/x1可以表示小车2的a？ F2/F1可以表示小车2的F? F2/F1 x2/x1 0 次数 1 2 3 4 5 x2 x1 F2 F1 F a 数据处理与分析 小车质量M= g，小盘质量M’= g，盘中砝码质量m’= g 次数 小车1 小车2 1 2 3 4 5 (M+m1) (M+m2) 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