高中物理第三章牛顿运动定律第节探究加速度与力质量的关系课件教科版必修

1、由牛顿第一定律可知：由牛顿第一定律可知：物体不受外力物体不受外力所受合外力为零所受合外力为零物体处于静止或匀速直线运动物体处于静止或匀速直线运动状态，即运动状态不变。状态，即运动状态不变。那么设想：如果物体所受合外力不为零，则物体运那么设想：如果物体所受合外力不为零，则物体运动会怎样？动会怎样？问题问题物体加速度物体加速度a和哪些因素有关？你是怎么知道的？和哪些因素有关？你是怎么知道的？问题问题2.2.实验：探究加速度与力、质量的关系实验：探究加速度与力、质量的关系 加速度大小与物体受力大小有关，质量一定时，加速度大小与物体受力大小有关，质量一定时，受力越大，其加速度越大受力越大，其加速度越大

2、 加速度还与物体质量有关，受力一定时，质量越加速度还与物体质量有关，受力一定时，质量越小，其加速度越大，这里的力指物体所受合力。小，其加速度越大，这里的力指物体所受合力。问题问题 通过课本上的图，你能定性地说出图中加速度通过课本上的图，你能定性地说出图中加速度与力质量的关系吗？与力质量的关系吗？分析分析2分析分析1 实验要说明什么问题实验要说明什么问题? ? 如何由实验得出结论如何由实验得出结论? ? 怎么设计这个实验怎么设计这个实验? ? a与与F F关系关系? ? a与与m关系关系? ?1.1.测量哪些量测量哪些量? ?2.2.怎么测量怎么测量? ?数据处理数据处理控制一个量控制一个量不变

3、不变 a、F、m m m： a: :F:F:天平天平打点计时器打点计时器物体所受的物体所受的合力合力问题问题1问题问题2问题问题3研究方法：控制变量法研究方法：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。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。体在该力下的加速度，分析加速度与质量的关系。怎样测量物体的质量？怎样测量物体的质量？怎样测量物体的加速度？怎样测量物体的加速度？怎样给小车提供一个

4、恒定的合力？怎样给小车提供一个恒定的合力？活动一设计实验设计实验问题问题1问题问题2问题问题3实验装置实验装置图图 如何测定小车受到的合力？如何测定小车受到的合力？ 绳子拉力大小与钩码的重力大小关系？绳子拉力大小与钩码的重力大小关系？什么情况下，绳子拉力近似等于钩码重力即小车所什么情况下，绳子拉力近似等于钩码重力即小车所受的合力？受的合力？问题问题4问题问题5问题问题6加速度与合力的关系加速度与合力的关系 实验基本思路：保持小车的质量不变，测量小车实验基本思路：保持小车的质量不变，测量小车在不同作用下的加速度，分析加速度与合力的关系。在不同作用下的加速度，分析加速度与合力的关系。怎样改变合力？

5、怎样改变合力？探究探究1问题问题7F F N Na/ma/ms s -2 -20.150.150.300.300.450.450.600.600.750.750 0. 1 0.2 0.3 0.4 0.50 0. 1 0.2 0.3 0.4 0.5当小当小车质车质量不量不变时变时次数次数F/NF/N a/m a/m s s -2 -21 12 23 34 45 50.10 0.10 0.1460.20 0.20 0.3020.30 0.30 0.4280.40 0.40 0.5920.50 0.50 0.751问题问题8探究加速度与质量的关系探究加速度与质量的关系 实验基本思路：保持小车所受合力

6、相同，测量不实验基本思路：保持小车所受合力相同，测量不同质量的小车在该力下的加速度，分析加速度与质量同质量的小车在该力下的加速度，分析加速度与质量的关系。的关系。怎样改变小车的质量？怎样改变小车的质量？探究探究2问题问题9m m kgkga/ma/ms s -2 -20.20.20.40.40.60.60.80.81.01.00 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2a/ma/ms s -2 -20.20.20.40.40.60.60.80.81.01.00 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2

7、.5 /kg /kg -1 -1m m1 1当当拉拉力力不不变变时时次数次数m/kgm/kga/m a/m s s -2 -21 12 23 34 45 5/kg /kg -1 -12.502.502.002.001.331.331.001.000.830.83m m1 10.400 0.400 0.8610.500 0.500 0.6920.750 0.750 0.4701.000 1.000 0.3521.200 1.200 0.290问题问题10以小车、一端带滑轮的长木板、粗线、砝码、钩码、天以小车、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。

8、平、刻度尺、宽口夹子为实验器材，研究小车的运动。怎样测量（或比较）物体的加速度？怎样测量（或比较）物体的加速度？怎样提供和测量物体所受的拉力怎样提供和测量物体所受的拉力F F ？活动二问题问题1问题问题2保持物体的保持物体的质量不变质量不变，测量物体在不同的力作用下，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的加速度，分析加速度与力的关系小车质量小车质量M=M= g,g,小车上砝码质量小车上砝码质量m=m= g,g,小盘质量小盘质量M M= = g g次次数数小车小车1 1小车小车2 212345位移位移x x1 1/cm/cm位移位移x x2 2/cm/cm(M(M+m+m2 2

9、) )（g g） ( (表示表示F F2 2大小大小) )盘中砝码盘中砝码m m2 2（g g）300 0 10 300 0 10 50502020303040406060盘中砝码盘中砝码m m1 1（g g）(M(M+m+m1 1) )（g g） ( (表示表示F F1 1大小大小) )7070F F2 2 F F1 1x x2 2 / /x x1 10 0次数1234x x2 2x x1 1F F2 2F F1 1F Fa aa a1 1a a2 2小车质量小车质量M=M= g,g,小盘质量小盘质量M M= = g,g,盘中砝码质量盘中砝码质量m m= = g g次次数数小车小车1 1小车

10、小车2 212345(M+m(M+m1 1) )(M+m(M+m2 2) )保持物体所受的保持物体所受的力相同力相同，测量不同质量的物体在，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系300 6 50300 6 50车上砝车上砝码码m m1 1（g g）位移位移x x1 1/cm/cm1001005050150150200200250250车上砝码车上砝码 m m2 2（g g）位移位移x x2 2/cm/cm小车小车1 1质量质量M M1 1小车小车2 2质量质量M M2 2300300 x x2 2 / /x x1 10 0次数1

11、234MM2 2 MM1 1x x2 2x x1 1MM2 2MM1 1MM1 1 MM2 2MM1 1MM2 2a am m1 1a a1 1a a2 21 1整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的质量还是改变小车和砝码的质量，都盘和砝码的质量还是改变小车和砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力平衡摩擦力是指使小车不需要重新平衡摩擦力平衡摩擦力是指使小车所受动力所受动力( (小车重力沿斜面方向的分力小车重力沿斜面方向的分力) )与小车所与小车所受阻力受阻力( (包括小车所受摩擦力和打点计时器对小车包括小车所受摩擦力和打点计时器对小车之后所拖纸带

12、的摩擦力之后所拖纸带的摩擦力) )大小相等平衡摩擦力时，大小相等平衡摩擦力时，应在小车后拖上纸带，先接通电源，再用手给小应在小车后拖上纸带，先接通电源，再用手给小车一个初速度，若在纸带上打出的点的间隔是均车一个初速度，若在纸带上打出的点的间隔是均匀的，则表明平衡了摩擦力，否则必须重新调整匀的，则表明平衡了摩擦力，否则必须重新调整小木板的位置小木板的位置实验注意事项实验注意事项2 2平衡摩擦力后，每次实验时必须满足在小车上所加平衡摩擦力后，每次实验时必须满足在小车上所加砝码的质量远大于砝码和小盘的总质量的条件下进砝码的质量远大于砝码和小盘的总质量的条件下进行只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与

13、小车行只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等受到的拉力相等3 3改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器近打点计时器( (或尽量远离定滑轮的一端或尽量远离定滑轮的一端) )，并应先接，并应先接通电源，再放开小车，且在小车到达定滑轮前应按住通电源，再放开小车，且在小车到达定滑轮前应按住小车小车4 4各纸带的加速度各纸带的加速度a a，都应是该纸带的平均加速度，都应是该纸带的平均加速度5 5作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线的两侧直

14、线上的点应尽可能对称分布在所作直线的两侧1 1小车质量小车质量M M应比重物的质量应比重物的质量m m大得多，其原理将在后大得多，其原理将在后面的牛顿运动定律的应用中专门讨论二者差距越小，面的牛顿运动定律的应用中专门讨论二者差距越小，图象线性越差图象线性越差2 2夹口的密合性能差是造成误差的原因之一由于小夹口的密合性能差是造成误差的原因之一由于小车的质量和速度较大，夹子不易夹住小车的后拖线；有车的质量和速度较大，夹子不易夹住小车的后拖线；有些时候夹子夹住一根拖线，而另一根未被夹住，对应小些时候夹子夹住一根拖线，而另一根未被夹住，对应小车仍向前运动，这些都是造成位移误差的原因车仍向前运动，这些都是造成位移误差的原因3 3小车运动停止时不能与