湖南省长郡中学高中物理必修一课件：第四章第二节《实验探究加速度与力质量的关系》

1、实验-探究加速度与 力-质量的关系牛顿第一定律牛顿第一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。知识回顾：知识回顾：牛顿第一定律的内涵：牛顿第一定律的内涵：(2).惯性。惯性大小的量度是质量。惯性。惯性大小的量度是质量。 (1).力是产生加速度的原因；力是产生加速度的原因；加速度加速度a与力与力F有关有关加速度加速度a与质量与质量m有关有关 1. 加速度的大小与力、质量有怎样的加速度的大小与力、质量有怎样的关系？关系？问题与讨论：问题与讨论：F1F2m1m2a1 a22. 猜想加速度与力、质量可能有什么定量猜想加速度与力、质量可能有什么定量关系关系?

2、问题与讨论：问题与讨论：问题与讨论：问题与讨论： a1/m a F加速度与力成正比加速度与质量成反比2. 猜想加速度与力、质量可能有什么定量猜想加速度与力、质量可能有什么定量关系关系? 3. 如何探究一个物理量与两个如何探究一个物理量与两个(或多个或多个)物理物理量之间的关系？我们应该采用怎样的实验研究量之间的关系？我们应该采用怎样的实验研究方法？方法？问题与讨论：问题与讨论：实验研究方法：控制变量法实验研究方法：控制变量法保持保持m不变，研究不变，研究a 与与F的关系的关系; 保持保持F不变，研究不变，研究a与与m的关系。的关系。1. 怎样测量（或比较）物体的加速度？怎样测量（或比较）物体的

3、加速度？定量分析：定量分析：1. 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？方法方法1: 1: 在物体上安装一条打点记时器的在物体上安装一条打点记时器的 纸带纸带, 根据纸带的点计算加速度。根据纸带的点计算加速度。定量分析：定量分析：1. 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？方法方法1: 1: 在物体上安装一条打点记时器的在物体上安装一条打点记时器的 纸带纸带, 根据纸带的点计算加速度。根据纸带的点计算加速度。方法方法2: 2: 利用刻度尺测量位移并用秒表测利用刻度尺测量位移并用秒表测 量时间量时间, 然后利用公式然后利用公式定量分析：定量分析

4、：1. 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？方法方法1: 1: 在物体上安装一条打点记时器的在物体上安装一条打点记时器的 纸带纸带, 根据纸带的点计算加速度根据纸带的点计算加速度方法方法2: 2: 利用刻度尺测量位移并用秒表测利用刻度尺测量位移并用秒表测 量时间量时间, 然后利用公式然后利用公式22txa 定量分析：定量分析：方法方法3: 3: 由运动学公式由运动学公式 可可知，知，相同时间相同时间的位移跟加速度成正比。于的位移跟加速度成正比。于是我们可以通过比较物体运动位移来判定是我们可以通过比较物体运动位移来判定加速度的变化情况。这样就把加速度与外加速度的变化情

5、况。这样就把加速度与外力以及质量的关系转变成了位移与外力以力以及质量的关系转变成了位移与外力以及质量的关系。而测量位移相对加速度就及质量的关系。而测量位移相对加速度就简单多了。简单多了。221atx 定量分析：定量分析：2. 怎样提供和测量物体所受的恒力怎样提供和测量物体所受的恒力?定量分析：定量分析：A：利用弹簧测力计利用弹簧测力计, 然后用手拉然后用手拉?2. 怎样提供和测量物体所受的恒力怎样提供和测量物体所受的恒力?定量分析：定量分析：A：利用弹簧测力计利用弹簧测力计, 然后用手拉然后用手拉?2. 怎样提供和测量物体所受的恒力怎样提供和测量物体所受的恒力?B：利用重物来牵引利用重物来牵引

6、?定量分析：定量分析：实验器材：实验器材：实验器材：实验器材：1. 提供恒定力的：提供恒定力的：钩码、铁片钩码、铁片实验器材：实验器材：1. 提供恒定力的：提供恒定力的：钩码、铁片钩码、铁片2. 研究的物体：研究的物体：小车小车实验器材：实验器材：1. 提供恒定力的：提供恒定力的：钩码、铁片钩码、铁片2. 研究的物体：研究的物体：小车小车3. 测量位移的工具：测量位移的工具：直尺直尺实验器材：实验器材：1. 提供恒定力的：提供恒定力的：钩码、铁片钩码、铁片2. 研究的物体：研究的物体：小车小车3. 测量位移的工具：测量位移的工具：直尺直尺4. 测量时间的工具：测量时间的工具：秒表秒表实验器材：

7、实验器材：1. 提供恒定力的：提供恒定力的：钩码、铁片钩码、铁片2. 研究的物体：研究的物体：小车小车3. 测量位移的工具：测量位移的工具：直尺直尺5. 辅助器材：辅助器材：带滑轮的长木板，细绳，带滑轮的长木板，细绳， 砝码砝码4. 测量时间的工具：测量时间的工具：秒表秒表质量保质量保持不变持不变合外合外力保力保持不持不变变参考案例一参考案例一实验：小车、打点计时器、纸带、一端带实验：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平、铁片为器材，研究小车运动。尺、天平、铁片为器材，研究小车运动。用天平测出小车的质量m参考案例二参考案

8、例二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参考案例二参考案例二实验：小车、打点计时器、纸带、一端带实验：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平、铁片为器材，研究小车运动。尺、天平、铁片为器材，研究小车运动。重物的总重力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参考案例二参考案例二实验：小车、打点计时器、纸带、一端带实验：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平、铁片为器材，研究小车运动

9、。尺、天平、铁片为器材，研究小车运动。1.用重物的重力替代绳对小车的拉力，小车所受的拉力是否为小车所受的合外力？2.欲使小车的所受拉力就为小车所受的合外力，我们应该如何操作？思考与讨论：思考与讨论：3.在研究a与m的关系时，改变m，是否需要重新平衡摩擦力？为什么？3. 怎样由实验结果得出加速怎样由实验结果得出加速度与力及质量的关系？度与力及质量的关系？ 用图像分析用图像分析a与与F的关系时，图的关系时，图像的横、纵坐标分别为哪些物理量？像的横、纵坐标分别为哪些物理量？为什么？为什么？ 用图像分析用图像分析a与与m的关系的关系时，图时，图像的横、纵坐标分别为哪些物理量？像的横、纵坐标分别为哪些物

10、理量？为什么？为什么？数据处理：数据处理：F/Na/ms-2a与与F的关系的关系F/Na/ms-2a与与F的关系的关系Oa/ms-2F/N数据处理：数据处理：a与与m的关系的关系m/kg/a/ms-2Oa/ms-21m1kg1m/1kg数据处理：数据处理：探讨：探讨：1.实验中做出的实验中做出的aF图像是否为一条过原图像是否为一条过原点的直线？为什么？点的直线？为什么？ 若要使该条直线过原点，如何改进若要使该条直线过原点，如何改进操作？操作？结论：物体的加速度a与所受到的合外力F、物体质量m的定量关系：F一定一定， a1/mm一定一定， a F探讨：探讨：1.实验中做出的实验中做出的aF图像是否为一条过原图像是否为一条过原点的直线？为什么？若要使该条直线过原点的直线？为什么？若要使该条直线过原点，如何操作？点，如何操作？2.在研究在研究a与与F的关系时，作用在小车上的关系时，作用在小车上的力的力F是否就等于重