高一物理必修一探究加速度与力、质量的关系课件.ppt

2 实验 探究加速度与力 质量的关系 物理必修1 第四章牛顿运动定律 力是维持物体运动的原因吗 力的作用是什么 力的作用是改变物体的运动状态 描述物体运动状态的物理量是 速度 运动状态变化的快慢实质就是速度变化的快慢 用什么物理量来描述运动状态变化的快慢 加速度 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 物体的加速度与什么因素有关 演示 强大的发动机 提供很大的牵引力 尽量轻的车身 物体的加速度a可能和哪些因素有关 思考 F1 F2 m1 m2 结论 当物体质量一定时 物体的加速度随着力的增大而增大 结论 当力一定时 物体的加速度随着质量的增大而减小 注意 这里的力指的是物体所受的合力 加速度a与力F 质量m存在怎样的定量关系呢 应该采用什么样的物理方法来研究a与F m的定量关系呢 保持m不变 研究a与F的关系 保持F不变 研究a与m的关系 研究方法 控制变量法 一 确定研究方法 问题3 质量 力与加速度分别如何测量 质量 天平 力 钩码重力 近似 加速度 怎样来比较物体运动的加速度的大小呢 研究对象小车的加速度a是根据初速度为零的匀加速直线运动公式X at2 2 t相同时 通过比较X的大小来比较a的大小 若vo 0由x at2 2有 a1 a2 x1 x2 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 实验方案 注意 只有当盘和砝码的总质量远小于小车的质量时 小车所受拉力才近似等于盘和砝码的总重力 实验方案 保持m不变 保持F不变 供参考二 供参考二 2019 12 19 17 可编辑 F2 F1 x2 x1 0 探究加速度与力的关系 F a x2 x1 0 探究加速度与质量的关系 M2 M1 M1 M2 a 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 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 其他方案 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 供参考二 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 2 拉小车的钩码质量应远小于小车的质量 3 图象法处理实验数据技巧 课堂小结 加速度a与所受合力F的定量关系 实验 保持两小车的质量m相等 改变拉力 如F1为F2两倍 比较其在相等时间t内通过的位移S1和S2 结论 相等时间t内S1为S2两倍即 a1为a2两倍 加速度a与质量m的定量关系 实验 保持两小车的拉力F相等 改变小车的质量 如m1为m2两倍 比较其在相等时间t内通过的位移S1和S2 结论 相等时间t内S2为S1两倍即 a2为a1两倍 牛顿第二定律 用F表示物体所受合力的大小 a表示物体获得的加速度大小 m表示物体的质量 则 物体的加速度a跟所受合外力F成正比 跟物体的质量m成反比 加速度的方向跟合外力的方向相同 牛顿第二定律的数学表达式 质量为 的物体 获得 2的加速度时 受到的合外力为k值 若F定为 牛顿第二定律的理解 同体性 公式中 必须是同一研究对象正比性 a与合外力F成正比 与质量m成反比矢量性 a与合外力F的方向始终相同瞬时性 a和合外力F是瞬时对应关系 某一时刻的力决定了这一时刻的加速度