实验探究加速度和力质量的关系ii

第四章牛顿运动定律4.2实验:探究加速度与力、质量的关系动力学的奠基者英国科学家牛顿(1643-1727)物体运动状态的改变指的是什么发生了变化？根据牛顿第一定律，物体运动状态改变的原因是什么？

复习思考：？物体运动状态的改变指的是物体的速度发生了变化力是改变物体运动状态的原因力运动状态变化速度变化产生加速度力是产生加速度的原因F1<F2mF1mF2定性讨论1:加速度的大小与力有什么关系？结论：对同一物体，受力越大，加速度越大。m1<m2m1Fm2F定性讨论2:加速度的大小与质量有什么关系？结论：物体受力相同时，质量越小，加速度越大。讨论1：加速度的大小与力有什么关系？讨论2：加速度的大小与质量有什么关系？结论：物体受力相同时，质量越小，加速度越大。结论：对同一物体，受力越大，加速度越大。加速度a与力F和质量m有关物体的加速度a与所受到的合外力F、物体质量m有怎样的定量关系？提出问题研究方法——控制变量法加速度与力的关系：保持m不变，研究a与F的关系;加速度与质量的关系：保持F不变，研究a与m的关系。猜想与假设实验验证思考：如何设计实验?事实是不是这样呢？m一定，a∝F；

F一定，a∝1/m。明确几个问题:2.如何由实验得出结论?1.怎么设计这个实验?1.测量哪些量?2.怎么测量?数据处理：m不变时，a与F关系；F不变时，a与m关系。

a、F、m

m：a:F:天平弹簧测力计打点计时器1、怎样测量或比较物体的加速度①

借助打点计时器，利用纸带上的点迹求加速度；②

测量t和x，由公式a=得小车1小车2夹子制定实验方案时的两个问题2、怎样提供并测量物体受的恒力?mFa实验设计一：

设计比照实验设计方案保持小车质量不变不变保持力实验设计:参考方案二:用打点计时器探究小车:打点计时器:测量小车运动过程中的加速度钩码:重力提供拉力研究对象,可用天平称其质量合力F=?GFNFf平衡摩擦力：钩码重力近似等于绳子拉力，用以表示小车受到的合外力FGG1FNfG1平衡摩擦力f。注意：实验中把木板没有定滑轮的一侧垫高。作用：平衡摩擦力和其他阻力。方法：调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。实验步骤:1.用天平测出小车的质量。2.安装好实验装置，在小车上装好纸带，纸带另一端穿过计时器限位孔，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力。3.控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连〔钩码质量远小于小车质量〕，翻开打点计时器，释放小车，测出一组数据。4.改变钩码质量，多测几组数据。5.控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。F/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实验结论：〔注意：这里的力指的是物体所受的合外力〕1、m一定，加速度a与F的定量关系：2、F一定，加速度a与m的定量关系:探究结论:物体的加速度和作用力成正比a∝1/ma∝F物体的加速度和物体的质量成反比。本卷须知1．平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．2．实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的总质量．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．3．各纸带上的加速度a，都应是该纸带上的平均加速度．4．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两侧．离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑．5．小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手．课堂练习:在“探究加速度与力、质量的关系〞这一实验中，有两位同学通过测量，分别作出a一F图象，如图〔a〕〔b〕中的A、B线所示；试分析：

(1)

A线不通过坐标原点的原因是；

A线在F轴上有一定的截距，说明F到达一定的值后小车才开始有加速度，这是没有平衡摩擦力，或平衡摩擦力不够引起的。

(2)

B线不通过坐标原点的原因是

。

B线在a轴上有一定的截距，说明F为0即不加F时小车已经有了一定的加速度，这是平衡摩擦力时木板倾角θ太大，即平衡摩擦力过度引起的。用如下图的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：A．用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量；B．按图装好实验器材；C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶；D．将电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；E．保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验；F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；G．作a-M关系图象，并由图象确定a-M关系．(1)该同学漏掉的重要实验步骤是__________，该步骤应排在__________步实验之后．(2)在上述步骤中，有错误的选项是__________，应把__________改为__________．(3)在上述步骤中，处理不恰当的是__________，应把__________改为_