实验：探究加速度与质量、力的关系--周波.pptx

牛顿第一定律：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。 力和运动的关系是怎样的？ 力是改变物体运动状态的原因. 力是物体速度改变的原因 力是产生加速度的原因 a与F有关系 a与m有关系 a与F、m有关系 温故知新： 惯性具有阻碍物体运动状态改变的本领。 质量越大运动状态越难改变。 §4.2　实验：探究加速度与力、质量的关系 猜想：加速度与力、质量的定性关系？ 结论1：质量一定时，受力越大，其加速度越大 结论2：受力一定时，质量越小，其加速度越大 怎么设计实验验证猜想?什么实验方法？ 1.测量哪些量? 2.怎么测量? a、F、m m： a: F: 天平 打点计时器打出纸带 用绳跨过定滑轮悬挂钩码的方法得F 弹簧测力计 猜想 一、实验目的 1. 探究加速度与力的定量关系。 2. 探究加速度与质量的定量关系。 二、实验原理 采用控制变量法 1. 当质量一定时，研究加速度与合外力的关系。 2. 当力一定时，研究加速度与质量的关系。 三、实验设计 实验方案一：纸带测加速度法 实验方案二：设计位移对比实验 实验方案三：利用气垫导轨来探究加速度与力、质量的关系 方案一、纸带测加速度法 ②.绳对小车的拉力（F）与钩码的重力（G）相等吗？ T F G 近似处理：m钩码＜＜M小车时，F≈G（近似相等） ①.是否只有绳对小车的拉力（F）在改变小车的运动状态？ G车 N f 平衡摩擦力：将木板垫高，轻推小车，使小车不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速下滑 改进方案 动手实验（控制变量） ①、质量（m）一定时，探究加速度（a）与力（F）的定量关系 ②、力（F）一定时，探究加速度（a）与质量（m）的定量关系 探究加速度与力的关系的实验步骤： 1. 用天平测出小车的质量。 2. 安装好实验装置，在小车上装好纸带，纸带另一端穿过计时器限位孔，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力。 3. 控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连（钩码质量远小于小车质量），打开打点计时器，释放小车， 测出一组数据。 4. 改变钩码质量，多测几组数据。 5. 列表记录并处理数据。 当小车质量不变时 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 探究加速度与力的关系 如何更直观地处理数据？ 探究加速度与质量的关系的实验步骤： 1. 用天平测出小车的质量。 2. 安装好实验装置，在小车上装好纸带，纸带另一端穿过计时器限位孔，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力。 3. 控制绳子拉力不变（钩码质量不变），用细线将钩码与小车相连（钩码质量远小于小车质量），打开打点计时器，释放小车，测出一组数据。 4. 改变小车质量，多测几组数据。 5. 列表并处理数据。 当拉力不变时 次数 m/kg a/m ·s -2 1 2 3 4 5 1/m (kg -1) 2.50 2.00 1.33 1.00 0.83 探究加速度与质量的关系 实验结论 m 一定时，a ∝ F F一定时，a ∝ 1/m 【注意事项】 1、做好平衡摩擦力的工作。（只需平衡一次） 2、实验过程保证m钩码＜＜M小车 3、快速计算加速度 4、滑轮端伸出桌面；细线与长木板平行。 方案二：设计对比试验 （一）实验方案原理 光滑水平桌面上，在相同的时间内，两小车移动的距离分别为: a1/ a2 = x1/x2 测量出 x1 、x2 1. 控制 m 不变，探究 a 与 F 的关系。 2. 同理，控制 F 相同，探究 a与 m 的关系。 保持小车的质量不变，测量小车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，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′ + m2) (表示F2大小) 盘中砝码m2 300 0 10 50 20 30 40 60 盘中砝码m1 (M′ + m1) (表示F1大小) 70 次数 1 2 3 4 结论： m 一定时，a∝ F a F 保持小车所受的力相同，测量不同质量的小车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 = g，小盘质量