加速度和力质量的关系.ppt

4.24.2实验：探究加速度与实验：探究加速度与 力、质量的关系力、质量的关系 理想条件下，物体不受外力或所受合外力为零， 物体将保持其原来的运动状态一直运动下去，直 到有外力迫使它发生运动状态的改变 质量是物体惯性大小的量度 质量越大物体惯性越大 质量越小物体惯性越小 力运动状态（速度）变化加速度 运动状态越难改变 运动状态容易改变 总结：影响加速度的因素有哪些？ 1. 合外力 2. 质量 m m F1 F2 m1 m2 F F F1F2 m1m2 定性讨论1 定性讨论2 结论：当物体质量一定时，物体的加速 度应该随着力的增大而增大。 返回 讨论：物体质量一定，力不同， 加速度有什么不同 结论：当力大小相同时，物体的质量 越大，运动状态越难以改变，所以质 量越大，加速度越小。 注意：这里的力指的是物体所受的合外力。 讨论：力大小相同，作用在不同 质量的物体上，物体加速度有什 么不同？ 实实 验验 方方 案案 注意：只有当盘和砝码的质量要比小车的质量 小得多时，小车所受拉力才近似等于盘和砝码 的总重力。 1.怎样测量（或比较）物体的加速度？ 2.怎样提供和测量物体所受的恒定的合力？ 实验方法：控制变量法 方案一：以小车、一端带滑轮的长木板、 粗线、砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口 夹子为实验器材，研究小车的运动。 实实 验验 方方 案案 钩码的总重力 G当作小车受 到的拉力F 从打点计时器打 出的纸带计算出 小车的加速度a 用天平测出 小车的质量m 方案二：小车、打点计时器、纸带、一端 带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻 度尺、天平为器材，研究小车运动。 F/ / N a/ms -2 0.15 0.30 0.45 0.60 0.75 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 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 数数 据据 处处 理理 ： 加加 速速 度度 与与 力力 的的 关关 系系 如何更直如何更直 观地处理观地处理 数据？数据？ m/ / kg a/ms -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/ms -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/kga/m s -2 1 2 3 4 5 数数 据据 处处 理理 ： 加加 速速 度度 与与 质质 量量 的的 关关 系系 /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 根据实验结果分别画出a-F、a-m、 a-1/m的图象。 当物体质量一定时， 物体的加速度 与合外力成正比，即： 当外力F一定时， 物体的加速度与其 质量成反比，即： 综上所述：F=Kma 三、牛顿第二定律 1牛顿第二定律的表述：物体的加速度 跟作用力成正比，跟物体的质量成反比 2牛顿第二定律的数学表达式： 比例常数k与式中物理量单位的选取有关，若各量的 单位均用国际单位制中单位，则: （1）牛顿（N）力的规定：使质量为1kg的物体产生大 小为1ms2的加速度的力叫做1N，即1N=1Kgm/S2 （2）牛顿第二定律：F= ma（各量用国际制单位） 3对牛顿第二定律的理解 （1）同体性：是指F合、m和a都是对于同 一个物体而言的 （2）矢量性：是指加速度和合外力都是 矢量，加速度的方向取决于合外力的方向 牛顿第二定律公式是一个矢量式 牛顿第二定律的进一步表述：物体的 加速度跟所受的合外力成正比，跟物体的质 量成反比，加速度的方向与合外力的方向相 同 4用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤 ： （1）确定研究对象； （2）进行受力分析和运动状态分析， 画出受力的示意图； （3）建立坐标系，即选取正方向，根 据定律列方程； （4）统一已知量单位，代值求解； （5）检查所得结果是否符合实际，舍 去不合理的解. 例题1 ： 一个质量为2kg的物体同时受到 两个力的作用，这两个力的大小分别 为2N和6N，当两个力的方向发生变化 时，物体的加速度大小可能为： A A1m1ms s 2 2 B B2m2ms s 2 2 C C3m3ms s 2 2 DD4m4ms s 2 2 解析 ： 根据牛顿第二定律，如果一个物体同时受到几个 力的作用，物体的加速度跟所受的外力的合力成正比， 题目所给的两个力大小分别为2N和6N，当两个力的方 向相同时合力最大，最大值为268（N），当两个 力方向相反时合力最小，最小值为624（N），当 两个力的方向既不相同，也不相反时，合力的大小大于 4N而小于8N，所以两个力的方向发生变化时，合力的 大小 4N F 8 N 根据牛顿第二定律可得a=F合/m，当两个力取 不同的方向时，物体的加速度大小 所以，答案应选择B、C、D 例题2：已知质量为4 kg的物体静止于水平面上， 物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体受到大 小为20 N，与水平方向成30角斜向上的拉力F作 用时，沿水平面做匀加速运动，求物体的加速度. （ g=10 m/s2） 解：以物体为研究对象，物体的受力分析如图所示： 竖直方向： 水平方向： 由三式联立可得： G FN F Ff 巩固练习： （1）从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使 物体产生加速度。当我们用力提一个很重的物体时却 提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？ （2）下面的哪些说法不对？为什么？ A. 物体所受的合外力越大，加速度越大。 B. 物体所受的合外力越大， 速度越大。 C. 物体在外力作用下做加速直线运动，当合外力逐渐减小，物体 的速度逐渐减小。 D.物体的加速度不变一定受恒力的作用。 （1）答：没有矛盾，由于公式F=ma看，F合为 合外力，无论怎样小的力都可以是物体产生加 速度，这个力应是合外力。现用力提一很重的 物体时，物体仍然静止，说明合外力为零。由 受力分析可知F+N-mg=0。 G=mg F N （2）答： B、C、D说法不对。根据牛 顿第二定律，物体受的合外力决定了物 体的加速度，而加速度大小与速度大小 无关。所以，B错误，物体做加速运动 说明加速度方向与速度方向一至。当合 外力减小但方向不变时，加速度减小但 方向