4.2实验：探究加速度与力、质量的关系

(共20张PPT)
第四章 牛顿运动定律
高一物理
点球
守门员扑球
子弹头列车：最高时速可达383公里
F1赛车所创下的最高速度是每小时375公里
赛车从0加速到时速100公里只需2.3秒
应该采用什么样的物理方法来研究 a与F、m的定量关系呢
保持m不变，研究a 与F的关系;
保持F不变，研究a与m的关系。
1、如何测量物体的质量、加速度和受到的力
2、怎样设计实验步骤 怎样选用和调试实验器材
3、如何采集实验数据，怎样对实验数据进行分析
1、怎样测量（或比较）物体的加速度a
2、怎样提供并测量物体所受的恒力F
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
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
F2 / F1
x2 /x1
0
次数
1
2
3
4
探究加速度与力的关系
x2
x1
F2
F1
F
a
a1
a2
x2 /x1
0
探究加速度与质量的关系
次数
1
2
3
4
M2 / M1
x2
x1
M2
M1
M1 / M2
M1
M2
a
m
1
a1
a2
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。
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m
F/ N
a/m·s -2
0.15
0.30
0.45
0.60
0.75
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
当小车质量不变时 次数 F/N a/m ·s -2
1
2
3
4
5
0.10 0.146
0.20 0.302
0.30 0.428
0.40 0.592
0.50 0.751
数据处理：加速度与力的关系
如何更直观地处理数据？
m/ kg
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
/kg -1
m
1
当拉力不变时 次数 m/kg a/m ·s -2
1
2
3
4
5
数据处理：加速度与质量的关系
/kg -1
2.50
2.00
1.33
1.00
0.83
m
1
0.400 0.861
0.500 0.692
0.750 0.470
1.000 0.352
1.200 0.290
当钩码的质量远小于小车的质量时，小车与木板间的摩擦阻力就不能忽略了,这个问题如何解决？
F
a
0
某同学根据测量数据画出a-F图线，表明实验中的问题是:
没有平衡掉摩擦力
F
a
0
a
0
m
m
1
1、要平衡小车的摩擦力;
2、拉小车的钩码质量应远小于小车的质量;
3、图象法处理实验数据技巧.