人教新课标版高一实验探究加速度与力质量的关系

第四章牛顿运动定律2、实验：探究加速度与力、质量的关系

思考与讨论

如果你是法拉利赛车的设计师你会作什么样的改进让赛车启动更快?物体的加速度a可能和哪些因素有关？思考mF1mF2F1<F2m2Fm1<m2m1F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：当力的大小一定时，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外力控制变量法方案：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？实验方案质量保持不变合外力保持不变探究加速度与力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小车质量M=

g,小车上砝码质量m=

g,小盘质量M’=

g次数小车1小车212345位移x1/cm位移x2/cm(M’+m’2)/g(表示F2大小)盘中砝码质量m’2/g3000105020304060盘中砝码质量m’1/g(M’+m’1)/g(表示F1大小)70F2/F1x2/x10次数1234探究加速度与力的关系x2x1F2F1Faa1a2探究加速度与质量的关系小车质量M=

g,小盘质量M’=

g,盘中砝码质量m’=

g次数小车1小车212345(M+m1)/g(M+m2)/g保持物体所受的力相同，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300650车上砝码质量m1/g位移x1/cm10050150200250车上砝码质量m2/g位移x2/cm小车1质量M1小车2质量M2300x2/x10探究加速度与质量的关系次数1234M2/M1x2x1M2M1M1/M2M1M2am1a1a2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。方案三：小车、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码。利用频闪照相，拍下小车运动情况进行分析，求出加速度a。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mF/Na/m·s-20.150.300.450.600.7500.10.20.30.40.5当小车质量不变时次数F/Na/m·s-2123450.100.1460.200.3020.300.4280.400.5920.500.751数据处理：加速度与力的关系如何更直观地处理数据？m/kga/m·s-20.20.40.60.81.000.20.40.60.81.01.2a/m·s-20.20.40.60.81.000.51.01.52.02.5/kg-1m1当拉力不变时次数m/kga/m·s-212345数据处理：加速度与质量的关系/kg-12.502.001.331.000.83m10.4000.8610.5000.6920.7500.4701.0000.3521.2000.290科学实验过程总结1.伽利略的科学思想方法

利用气垫导轨探究物体加速度与合外力、质量三者之间的定量关系

实验课题

器材介绍：1、气垫导轨（减小摩擦）2、标尺（测长度）3、滑块（研究对象）4、挡光片（挡板）5、光电门6、数字计时器（精确测量时间间隔）7、小桶、塑块、细绳、定滑轮（提供拉力）8、压气机图1:气垫导轨装置图2:滑块和挡光片图3:光电门图4:电脑计时器图5:气源图6:滑块的接触面返回气垫导轨图片思考:1、如何同时研究a、F合、m三者之间的关系呢？

——控制变量法

2、猜想a-F、a-m之间的定量关系如何？用气垫导轨减小摩擦滑块导轨空气用数字计时器代替秒表光电门

直接测量的物理量1、位移2、时间间隔3、瞬时速度

交流讨论1、使物体在气垫导轨上做匀加速直线运动，如何通过测量计算加速度?因此，放滑块时要保持初速度为零。

不等，因为只有匀速运动时两力才相等所以，实验中加速度不能太大，

即：小桶和塑块的总质量远小于滑块质量！

交流讨论2、滑块所受拉力是否就等于小桶和塑块的总重力？实验步骤：A:保持滑块质量不变，探究加速度与合外力的定量关系：

B:保持滑块所受合外力不变，探究加速度与质量的定量关系：设计好表格，将实验数据填入表格中设计好表格，将实验数据填入表格中已测质量：滑块250g，小桶5g，金属块50g，塑料块8g

在上述实验中，我们通过作数据分析图，可以看出a线性正比于F合、线性正比于1/m。

a∝F合