张海实验：探究加速度与力质量的关系.ppt

同学们好!,牛顿第一定律,从牛顿第一定律你能做出那些思考？,物体运动状态改变的原因是什么,运动状态变化,速度变化,加速度,力,力是产生加速度的原因,影响物体加速度的因素？,生活实例,物体的加速度与物体所受外力以及物体的质量有关,事实说明：m 一定时，F 大，加速度大 F 一定时，m 大，加速度小,a、F、m 间的定关系？,基于简单的原则,m 一定时，F 大，加速度大,F 一定时，m 大，加速度小,明确几个问题:,1.实验要说明什么问题?,3.如何由实验得出结论?,2.怎么设计这个实验?,a与F关系?,a与m关系?,1.测量哪些量?,2.怎么测量?,数据处理,控制一个量 不变,a、F、m,m：,a:,F:,天平,打点计时器,物体所受的 合力,研究方法：控制变量法,保持物体的质量不变，测量物体在不同 作用下的加速度，分析加速度与合外力 的关系。,保持物体所受力合外力相同，测量不同 质量的物体在该力下的加速度，分析加 速度与质量的关系。,加速度 a 与合外力 F 的关系,实验设计,保持物体质量不变，改变物体所受外力，分析加速度 a 与外力 F 的关系,问题1,如何测量加速度？,问题2,如何测量小车受到的拉力？,问题3,如何减小摩擦力的影响？,实验装置图,（1）用天平测出小车和小盘的质量 M 和m，并把 数据记录下来(要求：M m) 说明：M 为小车以及小车上的砝码的总质量 m 为小盘以及小盘上的砝码的总质量,注意:只有当小车的质量远大于小盘和砝码的总质量时,小车所受拉力F才近似等于盘和砝码的总重力. 即M m时，F=mg,（1）用天平测出小车和小盘的质量 M 和m，并把 数据记录下来(要求：M m),（2）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把 悬挂小盘的细绳系在小车上,（3）平衡摩擦力,（4）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通 电源再放开小车，取下纸带，并标注牵引力,（5）保持小车质量不变，在小盘内放入质量为m1 的小物体，重复上述实验,（6）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材,数据处理,在上述实验的每条纸带上都选取一段比较理想（一般舍头去尾）的部分，选择计数点，测量相应的位移，计算打每条纸带的加速度 ai ( i = 1、2、)，并记录在表格中,数据处理,用纵坐标表示加速度 a，横坐标表示牵引力F 作a F 图象,0.20,0.30,0.40,0.50,0.60,0.30,0.10,0.15,0.21,0.26,a F 图象是一条过原点的倾斜直线,a F,加速度 a 与物体的质量 m 的关系,实验设计,保持小车所受合外力不变，改变小车的质量 m，分析加速度 a 与质量 m 的关系,（1）用天平测出小车质量 M ，并把数据记录下来,（2）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把 悬挂小盘的细绳系在小车上,（3）平衡摩擦力,（4）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通 电源再放开小车，取下纸带，标注小车质量,（5）保持小盘质量不变，在小车增加砝码质量为 m1，重复上述实验,（6）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材,数据处理,在上述实验的每条纸带上都选取一段比较理想（一般舍头去尾）的部分，选择计数点，测量相应的位移，计算打每条纸带的加速度 ai ( i = 1、2、)，并记录在表格中,数据处理,问题1,a m 为曲线能否说明 a 与m 成反比？,问题2,如何进步研究？,m,m,说明：在牵引力一定时， a 与m 成反比,方案二：,比较法,方案二：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。,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拉力F ？,1、控制m相同，探讨加速度a与F的关系,实验方案原理：如图所示,F1, F2，在相同的时间内:,x1= a1t2,x2 = a2t2,a1/ a2=x1/x2,测量出x1 、x2,2、控制F相同，探讨加速度a与m的关系,保持物体的质量不变，测量物体在不同的力作用下的加速度，分析加速度与力的关系,位移x1/cm,位移x2/cm,(M+m2)（g） (表示F2大小),盘中砝码m2（g）,300 0 10,50,20,30,40,60,盘中砝码m1（g）,(M+m1)（g） (表示F1大小),70,F,a,气垫导轨装置,你是否还有其他的实验方案?,当钩码的质量远小于小车的质量时，小车与木板间的摩擦阻力就不能忽略了,这个问题如何解决？,平衡摩擦力问题,某同学根据测量数据画出a-F图线，表明实验中的问题是:,没有平衡掉摩擦力,m,1、要平衡小车的摩擦力;