实验：探究加速度跟力、质量的关系.ppt

课堂检测： * 1、牛顿第一定律正确揭示了运动和力的关系： 2、牛顿第一定律是理想定律 3、惯性 力是改变物体运动状态的原因 力不是维持物体运动的原因 不受力的物体是不存在的，不能用实验来验证。 一切物体在任何状态下都有惯性 惯性只与物体的质量有关 实验+推理 回顾: 加速度是描述____________的物理量 赛车为什么比普通小车加速快？ 赛车动力强大，牵引力大 满载的货车比小车加速慢，原因又是什么呢？ 小车质量小 物体的加速度与什么有关？是怎样的关系？ 受力大，加速度大；质量大，加速度小 速度变化快慢 问题引入: 4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 加速度a与力F和质量m都有关，我们是分别研究还是一起研究？ 控制变量法 1、控制m相同，探讨加速度a与F的关系 2、控制F相同，探讨加速度a与m的关系 这种先控制一个参量不变，研究其余参量之间变化关系的方法叫控制变量法 实验设计: 参考方案一: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a 钩码: 重力提供拉力 研究对象, 天平称其质量m 合力F=? G FN F f 怎样测量 m 、 a 、 F ？ 平衡摩擦力： G G1 FN f G1与摩擦力f平衡 问：如果此时给小车加上一个沿斜面向下的拉力F，那它受到的合力F=? 方法：不挂小盘和钩码，将木板的一端稍作垫高，逐渐调节木板的倾角，直到使小车拖着纸带匀速下滑（纸带上打下的点间距相等） 整个实验只需进行一次平衡摩擦力的操作． 钩码的重力，即 绳子的拉力等于钩码的重力吗？ 不等于！因为钩码向下加速，所以绳子的拉力小于钩码的重力. 小车所受的合外力F近似等于钩码所受的重力的条件: 1、平衡了摩擦力 2、钩码的质量比小车质量小得多,即m m ＇ 例如：a与F的关系的有关数据资料如下表. (1)画出a－F图象． 　 4.00 3.00 2.00 1.00 F/N 8.12 5.95 4.06 1.98 a/(m·s－2) (2)从图象可判定：当m一定时，a与F成正比． 1、控制m相同，探讨加速度a与F的关系 m一定， a∝ F； 注意： 因实验中不可避免地出现误差，描出的点不完全在一条直线上 连线时应使直线过尽量多的点，不在直线上的点应大致对称分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予考虑． a与F成正比，图线是过原点的直线 例如：a与m的有关数据资料如下表. 2.5 0.40 0.16 5 2.9 0.35 0.18 4 3.3 0.30 0.22 3 4.0 0.25 0.25 2 5.0 0.20 0.29 1 小车与砝码 总质量的倒数 　m－1/kg－1 小车与砝码 总质量 m/kg 加速度 a/(m·s－2) 实验 次数 2、控制F相同，探讨加速度a与m的关系 (1)画出a－ 图象． (2)从图象可以判定：当F一定时，a与m成反比． F一定， a∝1/m 　　五、误差分析 　　1．质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差． 　　2．用小盘及砝码的总重力代替小车受到拉力，存在系统误差． 　　3．平衡摩擦力不准造成误差 实验原理: 若物体作初速度为零的匀加速直线运动,则: 变形得: 在实验中，我们让两个小车同时运动同时停下,时间相同，则加速度的比值等于运动位移的比值，即: 参考案例二 实验数据处理 x1 x2 1 2 F1 /F2 F2 F1 4 3 次数 结论: 物体的加速度与力成正比 1、控制m相同，探讨加速度a与F的关系 x1 x2 1 2 m2 /m1 m2 m1 4 3 次数 结论: 物体的加速度与质量成反比 2、控制F相同，探讨加速度a与m的关系 例题1 　　某同学在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，画出了如图所示的三条图线，这三条图线表示实验中的____________不同． 　　 　 　 小车的质量 　　解析　过F轴上的某一点作一条平行于a轴的直线，与三条图线有三个交点，可以看出三个交点对应的纵坐标a的值不同，a的值越小，运动状态越难改变，惯性越大，质量也就越大， 答案　这三条图线表示实验中的小车的质量不同． 实验误差分析 　例2　用如图所示的装置研究质量一定时，加速度与力的关系．实验中认为细绳对小车的作用力F等于沙和桶的总重力mg. 根据测得的数据作出a－F 图线．发现横轴上的截距OA较大，明