实验：探究加速度与力、质量的关系.ppt

课堂检测：实验+推理力不是维持物体运动的原因1、牛顿第一定律正确揭示了运动和力的关系：力是改变物体运动状态的原因不受力的物体是不存在的，不能用实验来验证。2、牛顿第一定律是理想定律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3、惯性贰壹叁速度变化快慢实验：探究加速度与力、质量的关系加速度是描述____________的物理量回顾:01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，加速度小问题引入:02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m相同，探讨加速度a与F的关系控制变量法控制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=?GFNFf怎样测量m、a、F？平衡摩擦力：GG1FNfG1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mm＇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．a/(m·s－2)1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00(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；a与F成正比，图线是过原点的直线注意：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．例如：a与m的有关数据资料如下表.实验次数加速度a/(m·s－2)小车与砝码总质量m/kg小车与砝码总质量的倒数m－1/kg－110.290.205.020.250.254.030.220.303.340.180.352.950.160.402.52、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/m1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五、误差分析参考案例二实验原理: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:实验数据处理logo结论:物体的加速度与力成正比控制m相同，探讨加速度a与F的关系次数1234F1F2F1/F2x1x2次数1234m1m2m2/m1x1x2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，明显地超出了偶然误差的范围，这是由于在实验中没有______________平衡摩擦力解析细绳对小车的拉力F达到一定的数值前，小车仍静止，表示木板的摩擦力不能忽略，同时也表明该同学做实验时，没有给实验装置平衡摩擦力．答案