实验探究加速度与质量和外力关系.ppt

第二节 实验：探究加速度与力、质量的关系,2,一、力是产生加速度的原因,1. 回顾牛顿第一定律（惯性定律）,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。,表明：,1）力是改变物体运动状态的原因。,2）力是产生加速度的原因,（其中，“力”指物体受到的合外力）,2. 由物体的惯性可知,.同一物体（质量保持不变），,受到的外力越大，,运动状态改变,越容易(越快），,我们说物体的加速度就,越大；,外力越小，,运动状态改变得,越慢，,加速度就,越小。,.同一外力作用（力不变），,物体的质量越大，,状态改变,越困难（越慢），,我们说物体的加速度就,越小；,质量越小，,运动状态改变得,越快，,加速度就,越大。,一、力是产生加速度的原因,二、实验探究加速度与外力和质量的关系,实验器材,装置,设计实验,小车、,带定滑轮角度可调节的直轨道,钩码(砝码)若干、,托盘天平、,细绳、,小塑料桶,电火花打点计时器、,纸带、,长卷尺,复写纸、,1. 加速度与力的关系,【实验思路】,用钩码拉动小车做加速运动。保持小车质量不变，改变钩码的数量，可比较容易地改变外力作用的大小。通过实验数据分析小车加速度和小车受到的外力的关系。,二、实验探究加速度与外力和质量的关系,【可行性分析】,1）加速度如何确定？,A. 只用一个小车和轨道实验装置，用打点计时器确定小车运动的加速度。,B. 用两个相同小车并排运动相同时间，通过位移比反映加速度的比例关系。,1. 加速度与力的关系,二、实验探究加速度与外力和质量的关系,2）外力等于钩码的重力吗？如何确定小车的外力？,A. 绳的拉力不等于钩码重力，小车受的外力还应考虑摩擦力（阻力）。,B. 先平衡摩擦力，再在钩码重力远远小于小车重力条件下，可近似认为钩码重力等于绳对小车的拉力，此即小车受到的（合）外力。,【可行性分析】,1. 加速度与力的关系,二、实验探究加速度与外力和质量的关系,综上所述，有两方案可行：,【可行性分析】,1. 加速度与力的关系,二、实验探究加速度与外力和质量的关系,一是用打点计时器测出小车运动的加速度，只需一个小车即可实验，记录数据并分析数据。,二是用两个小车运动相同时间，通过位移关系确定加速度，分析加速度与外力关系。,这里我们采用第一种方案。,【实验操作】,5人合作：,2人控制实验条件,2人操作,1人记录数据,【记录数据】,【a-F图像】,【实验结论】小车质量不变时，加速度与外力成正比。,2. 加速度与质量的关系,【实验思路】,二、实验探究加速度与外力和质量的关系,通过钩码拉动小车做加速运动。保持钩码数不变，改变小车质量进行实验。通过实验数据分析小车加速度和质量的关系。,【可行性分析】,（同上）,这里我们仍采用第一种方案。即用一个小车在不同条件下加速运动，用打点计时器测量加速度。比较分析数据，得出加速度和质量的关系,【实验操作】,5人合作：,2人控制实验条件,2人操作,1人记录数据,【记录数据】,【a-m图像】,猜想a反比于m，那么a应该正比于1/m，尝试作出a-m-1图像。,【实验结论】,小车所受外力不变时，加速度与小车质量成反比。,三、由实验结果得出结论,通过实验，排除误差的影响，大家总结一下，加速度和物体所受的力以及物体质量之间的关系应是怎样的？,物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比。,这基本上就是牛顿第二定律的雏形。下节课我们再做进一步的学习。,四、课堂小结,这节课我们学习的主要内容有：,1. 力是物体产生加速度的原因；,2. 设计实验，通过控制变量法探究物体的加速度与合外力、质量的关系；,3.