实验探究加速度与力质量的关系.ppt

△ * 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。 * 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。 感受实例 加速度a与质量m有关 F1赛车从0加速到时速100公里只需2.3秒 质量是惯性大小的量度 力是产生加速度的原因 感受实例 加速度a与力F有关 4.2 实验： 探究加速度与力、质量的关系 动力学的奠基者 英国科学家牛顿(1643-1727) 1.理解加速度大小与力有关，也与质量有关。 2.通过实验探究加速度与力和质量的关系。(重点) 3.理解控制变量法。 4.学会用图像寻找规律。 m一定， a∝ F； F一定， a∝1/m。 实验验证 思考：如何设计实验? 事实是不是这样呢？ * * 控制变量法 “a”与“F”、“m” 二个物理量均有关系 应该从何处入手呢？ 实验的探究思路确定为两个方面： 一是保证质量不变，探究加速度与外力的关系； 二是保证外力不变，探究加速度与质量的关系。 一、研究方法 实 验 探 究 明确几个问题: 2.如何由实验得出结论? 1.怎么设计这个实验? 1.测量哪些量? 2.怎么测量? 数据处理： m不变时，a与F关系； F不变时，a与m关系。 a、F、m m： a: F: 天平 求出物体所 受的合力 * * 如何测量加速度a: 1.直接测量 2.间接比较 构建一匀变速直线运动 打点计时器 光电门+ 气垫导轨 对应 仪器 控制运动时间t相同 a与x成正比,用x比较a的大小 * * v＝v0+at 方案一：小车、打点计时器、纸带、长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平，研究小 车运动。从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a。 砝码　 小车　 打点计时器　 纸带　 实验方案 实验原理:用打点计时器探究 小车: 打点计时器:测量小车运动过程中的加速度 钩码:重力提供拉力 研究对象,可用天平称其质量 合力F=? G FN F f * 3.小车在运动时要受到摩擦力，如何克服摩擦力呢？ 砝码重力近似等于绳子拉力，用以表示小车受到的合外力F。 G G1 FN f G1平衡摩擦力f。 G2 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.控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。 * * 结合实验装置，请讨论： 1.怎样改变和测量小车与砝码的质量？ 通过增减砝码的个数改变研究对象的质量，可以用天平称出总质量。 2.小车和砝码受到的外力是由什么提供的？怎样改变和测量外力的大小？ 外力是由钩码:重力提供的；通过增减钩码的多少来改变质量，通过天平测出质量，利用G=mg计算力的大小。 4.怎样从纸带记录的数据算出被研究对象的加速度？ 在纸带上标记出几个计数点，利用△x=aT2计算加速度。为保证结果的准确性，可多选几个计数点，采用逐差法计算加速度。 保持物体（小车）质量一定 实验次数 F/N a/ 1 2 0.4 1.2 3 0.5 1.5 4 0.6 1.86 5 0.8 2.4 探究加速度与力的关系 实验结论：当物体质量一定时，加速度与力成正比。 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 当拉力不变时 次数 m/kg a/m ·s -2 1 2 3 4 5 /kg -1 2.50 2.00 1.33 1.00 0.83 m 1 0.400 0.861 0.500 0.692 0.750 0.470 1.000 0.352 1.200 0.290 实验结论： m一定时，a∝F F一定时，a∝1/m * * 【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