探究加速度与力和质量的关系

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1．探究加速度与力、质量的关系2．学会用控制变量法探究物理规律．3．掌握利用图象处理数据的方法．什么是物体运动状态的改变？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<F2m1<m2mF1mF2m1Fm2F第二节探究加速度与力、质量的关系定性讨论定性讨论这里的力指的是物体所受的合外力讨论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，质量越大，加速度越小。结论：对同一物体，受力越大，加速度越大。加速度与力和质量有关?定量关系猜测：？一、实验探究a、F、m的关系1、研究目的：

定量分析a、F、m的关系2、研究方法：控制变量法A、m一定时，a与F的定量关系B、F一定时，a与m的定量关系制定实验方案时的两个问题

本实验有三个需测量的物理量：a、F、m。质量可用天平测量,a与F如何测量？

★平衡摩擦力：将木板的一端适当垫高，不挂托盘，给小车一定的初速度，小车拖动纸带运动，打点计时器在纸带上打点，观察点距是否相等。小车打点计时器2、怎样提供和测量物体所受的恒力

实验中的F应为物体所受的合力，如何处理小车所受的摩擦力？方案一：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。实验方案一注意:只有当盘和砝码的总质量远小于小车的质量时,小车所受的拉力才近似等于盘和砝码的总重力.实验方案保持m不变保持F不变1、控制m相同，探讨加速度a与F的关系实验方案原理：如图所示x1x2F1F2F1,

F2，在相同的时间内:x1=a1t2x2=a2t2a1/

a2=x1/x2测量出x1、x2

2、控制F相同，探讨加速度a与m的关系方案二：小车、打点计时器、纸带、一端带有定滑轮的长木板、细线、砝码、刻度尺、天平为器材，研究小车运动。用天平测出小车的质量m1，把砝码的总重力当作小车受到的拉力F,从打点计时器打出的纸带上测出Δx,由Δs=at2计算出小车的加速度a。可能的实验方案实验研究

一、加速度与力的关系的研究

1.研究方法：保持M不变，分析a随F(m)的变化

2.数据采集：

3.数据处理：图象法4.结论：质量一定时，加速度与力的大小成正比12345F/Na/ms-2表一：小车质量不变M＝0.4kg

0.200.300.400.500.600.480.700.911.111.30a/ms-2F/NO0.20.40.61.51.00.5实验研究二、加速度与质量的关系

1.研究方法：保持F(m)不变，分析a随M的变化

2.数据采集：

3.数据处理：

思考：用图象法研究a—M的关系时，图线是一条曲线，不易判定图象的性质，如何利用图象法直观的得出加速度与质量成反比的结论？

4.结论：力的大小一定时，加速度与质量成反比12345M/kg

a/ms-2表二：拉力不变m＝30g

0.200.250.300.400.501.301.070.910.700.57a/ms-2M/kgO0.10.20.30.40.51.51.00.5M-1/kg-1

5

4

3.32.52Oa/ms-2M-1/kg-1123451.51.00.54.结论：力的大小一定时，加速度与质量成反比实验结论：（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:

实验注意事项

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．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．

4．小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手．小结：1、实验的研究方法——控制变量法2、实验的注意事项

⑴平衡摩擦力⑵m<<M3、数据的处理方法——图像法

要点：设法使图线成一条(过原点的)直线4、实验结论⑴质量一定时，加速度与力的大小成正比⑵力的大小一定时，加速度与质量成反比