高中物理人教版必修1-第四章第2节实验：探究加速度与力、质量的关系课件

2.探究加速度与力、质量的关系第四章【实验方法】——控制变量法1.控制质量m不变，探究加速度a与合外力F的关系；2.控制合外力F

不变，探究加速度a与质量m的关系；复习与回顾牛顿第一定律：

力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。影响加速度的因素：

物体所受合外力F、物体质量m牛顿第一定律告诉我们物体在不受力的情况下保持的运动状态是静止的或者匀速运动。牛顿发现：物体的加速度跟所受合外力成正比，跟物体的质量成反比。猜想与发现【实验设计二】1.请对上图实验原理进行推导及说明减少误差的方法：砂桶质量m<<小车和砝码质量M2.请设计实验数据记录表格实验设计二：探究a与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的定量关系二、如何设计和进行实验？研究对象？小车研究几个物理量？maF合①小车质量m车=0.25kg如何测量？②小车加速度a:用打点计时器测量（m钩码=0.０5kg）③如何测小车所受合外力F合？

说明：当钩码质量远小于小车质量时，F近似等于钩码重力G实验中应如何调节倾斜角？刚好能平衡摩擦力实验设计图“二选一”：砂桶质量m砂桶=kg，F=m砂桶g(近似）砝码质量m砝码=kg，F=m砝码g(近似）小车和砝码质量M图1小车和砝码质量M=

kg,砂桶质量m砂桶=kg，F=m砂桶g(近似）F/Na/m·s-20.150.300.450.600.7500.10.20.30.40.50.100.1460.300.4280.500.751数据处理：加速度与力的关系如何更直观地处理数据？a

∝

F图1砂桶质量m砂桶=kg，F=m砂桶g(近似）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数据处理：加速度与质量的关系m10.4000.8610.7500.470a

∝m1实验结论：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:（注意：这里的力指的是物体所受的合外力）牛顿第二定律的数学表达式质量为１ｋｇ的物体，获得１ｍ/ｓ2的加速度时，受到的合外力为k值,若F定为１Ｎ三.牛顿第二定律（1）矢量性:（2）瞬时性:1、内容：物体的加速度跟所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比。

2、表达式：F合=ma3、适用范围：只适用于惯性参考系，只适用于低速宏观物体。4、理解：加速度的方向始终跟合外力的方向相同合外力与加速度同时产生，同时消失（3）同体性:合外力、加速度、质量都是相对同一物体参量（4）独立性:各力都能使物体产生相应加速度（矢量和）【例题】质量为8103kg汽车，在水平的公路上沿直线行驶，汽车的牵引力为1.45104N，所受阻力为2.5103N。求：汽车前进时的加速度。（追问：1s后速度？）GNfxyF据牛顿第二定律有:F-f=ma解得汽车前进时的加速度大小a＝（F-f）/m=1.5m/s2解：汽车受力如图所示：加速度方向与前进的方向相同。解题思维导图：选对象→受力分析求F合(分解法或合成法）→F合＝ma→运动分析求a→.求得所需要运动量（vt/v0/S/t）应用牛顿第二定律解题的基本题型可分两类：1、已知受力情况求解运动情况(知F求运动）；2、已知运动情况求解受力情况(知运动求F）.解题思路：从简灵活用分解法或合成法求F合借助运动规律和已知量（vt/v0/S/t）求a受力分析（示意图）运动分析（示意图）牛顿第二定律F合=ma通常要定正方向或选坐标系六、小结牛顿第二定律实验验证公式和内容特征方法:控制变量法m一定，a∝FF一定，a∝1/mF=kma取国际单位K=1公式：F合=ma物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同.矢量性、同体性瞬时性、独立性1．某两个同学用图4-2-5所示的装置（图中A为小车，B为带滑轮的长木板，C为水平桌面），分别在《探究加速度与外力间的关系》