好用42实验探究加速度与力、质量的关系

42探究加速度与力、质量的关系复习：力和运动的关系是怎样的？力是改变物体运动状态的原因力是物体速度改变的原因力是产生加速度的原因问题：加速度与哪些因素有关？小实验：加速度与力、质量有关猜想：加速度与力、质量是怎样的关系？你猜想的理由是什么？θ例1、如图一个木块正在倾角为θ为的三角斜面上匀速下滑，试求斜面的动摩擦因数。问2：如果此时给物体加上一个沿斜面向下的力F，那物体现在受到的合外力是多少？θNGcosθGsinθG

控制变量法

m一定a—F

F一定a—m

（一）实验探究：1、实验方法：2、实验数据分析方法：画出a-F和a-1/m的图像小车纸带打点计时器方案一：利用打点计时器来探究加速度与力、质量的关系（1）保持小车质量不变，改变拉力，测出不同拉力F作用下小车的加速度a，然后作出a——F图象（2）保持拉力不变，改变小车质量，测出不同质量时小车的加速度a，然后作出a——m图象，再转化为a——1/m困难：如何求加速度？3、实验方案：4、注意事项：1、小桶和砝码的质量要远远小于小车的质量，这样小车受到的拉力才等于砝码的质量。2、要将长木板的一端适当垫高，用小车的重力的分力将摩擦力平衡掉。3、控制变量法：m不变，F变时：小车的质量不变，改变小桶内钩码的个数。F不变，m变时：保持小桶和小桶内钩码个数不变，在小车上放上钩码。光电门1光电门2挡光板△xX/t方案二：利用气垫导轨来探究加速度与力、质量的关系小车小车夹子ＦＦ方案三：课本上参考案例中的实验方案由于两小同时启动、同时停止,故运动时间相同5、实验：探究一:探究a与F的关系小车1小车2次数拉车钩码（g）（F1）位移x1/cm拉车钩码（g）（F2）位移x2/cm1234小车的质量不变探究二:探究a与m的关系小桶+钩码（g）小桶+钩码（g）次数小车（m1）位移x1/cm小车2（m2）位移x2/cm1234F不变，即小桶钩码质量不变5303504003003202502392001561502/1F2/F1两车质量均为300g，改变钩码质量，改变力。（注：小车未平衡摩擦力）00100200300500400100200300400600数据处理简单，理解图象较难。加速度2/1力F2/F1教参P65实验实测数据及图象（示例）加速度与力的关系实据数据分析：根据表格中的数据作出—和—图像实验结论：加速度与力成正比，与质量成反比。即：a∝F

∝a结果分析:某同学根据测量数据画出a-F图线，表明实验中的问题是:

aF0平衡摩擦力不足例1下面说法正确的是（）A、物体所受合外力越大，加速度越大。B、物体所受合外力越大，速度也越大。C、物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的加速度逐渐减小，物体的速度也逐渐减小。

D、物体的加速度不变一定受恒力作用，物体的加速度改变一定不受恒力作用。例2在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变,测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示F(N)0.200.300.400.500.60a(m/s2)0.110.190.290.400.51图4－2－21根据表中的数据在坐标系上作出a－F图象;2图象斜率的物理意义是_____________3小车和砝码的总质量为______g4图线或延长线与F轴截距的物理意义是________________________________．图4－2－3小车和砝码总质量的倒数1小车受到的阻力为01N例3某同学设计了如图4－2－4所示的装置来探究加速度与力的关系弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ，处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t图4－2－41木板的加速度可以用d、t表示为a＝______;为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是一种即可________________________2d/t2保持F1不变，重复实验多次测量，求平均值2改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系．如图4－2－5所示图象能表示该同学实验结果的_________．3用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________．a．可以改变滑动摩擦力的大小b．可以更方便地获取多组实验数据c．可以比较精确地测出摩擦力的大小d．可以获得更大的加速度以提高实验精度Cbc2该实验原理与教材实验原理类似,同样需要满足木板的质量M远大于矿泉水的质量m，此时可认为绳上的拉力近似等于弹簧秤示数F1本实验中没有平衡摩擦力，但通过题意可知受到的摩擦力为F0，木板受到的合外力为F1－F0．图象反映的是a与F1的关系,而不是a与F1－F0的关系，所以图象不过原点．当F1增大时，即矿泉水瓶的质量m增大时，实验的前提条件不再满足，此时a越大,绳上的拉力就越小于弹簧秤示数F1，加速度增加得就越慢，图线向下弯曲,c正确．3用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是可以更方便地获取多组实验数据和比较精确地测出摩