物理：4.2实验 探究加速度与力、质量的关系课件（新人教版必修1）

课件17张PPT。4.2实验：探究加速度与力、质量的关系学习目标: ★知识与技能
认真看书，明确用“比较”的方法测量加速度；
探究加速度与力、质量的关系；作出a-F、a-
1/m图象。
★过程与方法
在学生实验的基础上得出a∝F、a∝1/m的实验结论，并使学生对牛顿第二定律有初步的理解。
渗透科学的发现、分析、研究等方法。★情感态度与价值观
通过对a∝F、a∝1/m的探究，在提高学生实
验能力的基础上，体验探究带来的乐趣，激
发学习物理的兴趣。重点与难点:重点：对a∝F、a∝1／m的探究
难点：对探究性实验的把握。复习提问：
物体运动状态改变快慢用什么物理量来
描述，物体运动状态改变与何因素有关?
关系是什么?
2．物体的加速度与物体所受外力及物体的质
量之间是否存在一定的比例关系?如果存
在，其关系是什么?
我们的猜想是否正确呢，需要用实验来检验。这就
是我们这节课所要研究的加速度与力、质量的关
系。一、实验介绍实验装置如图所示 我们用小车作为研究对象，通过在小车上增
减砝码可以改变小车质量；在小车上挂一根
细线，细线通过定滑轮拴一个小桶，小桶内
可以放重物，这时小车受到的拉力大致是小
桶及重物的重力，我们可以通过改变小桶内
的重物改变小车受到的拉力。我们研究小车
的加速度a与拉力F及小车质量m的关系时，
可先保持m一定，研究以与F的关系；再保持
F一定，研究d与m的关系．这是物理学中常
用的研究方法。问题：
如何根据现有器材测出小车的加速度? (用打点计时器)
用打点计时器测加速度的方法和公式是什么?如果物体做初速度为零的匀加速直线运动，
那么，测量物体加速度最直接的办法就是用
刻度尺测量位移并用秒表测量时间，然后由
算出。也可以在运动物体上安装一条
打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来
测量加速度。
由于 ，如果测出两个初速度为零的匀
加速运动在相同时间内发生的位移为x1、
x2，位移之比就是加速度之比，即
a1/a2= x1/x2。问题：
在小车运动过程中不可避免的要受到摩擦力的作
用，这个摩擦力也会影响到小车的加速度，如何消
除摩擦力的影响呢?
把木板没有定滑轮的一端垫高，使小车重力沿斜面
向下的分力与摩擦力平衡。二、实验过程 1．保持小车质量不变，研究a与F的关系。
实验的基本思路：保持物体的质量不变，测
量物体在不同的力的作用下的加速度，分析
加速度与力的关系。
怎样才能直观地反映出口与F是否成正比呢?可以借助图象，用横轴表示拉力，用纵轴表示加速
度，通过采集数据作a-F图象。如加速度随拉力的
变化图线是一条过原点的直线，就说明a与F成正比.
实验数据的分析：设计一个表格，把同一物体在不
同力的作用下的加速度填在表中。为了更直观地判
断加速度a与力F的数量关系，我们以以为纵坐标、
F为横坐标，根据各组数据在坐标系中描点。如果这
些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比，如
果不是这样，则需进一步分析。
分组实验，实验数据并输人计算机。(用Excel表格
处理数据)
得出结论:2．保持拉力不变，研究a与m的关系
实验的基本思路：保持物体所受的力相同，
测量不同质量的物体在该力作用下的加速
度，分析加速度与质量的关系。
实验数据的分析：设计第二个表格，把不同
物体在相同力的作用下的加速度填在表中。
根据我们的经验，在相同力的作用下，质
量越大，加速度a越小。这可能是“a与m成反
比”，但也可能是“以与 成反比”，甚至是更
复杂的关系。我们从最简单的情况人手，检
验是否“a与m成反比”。在数据处理上要用到
下面的技巧。“a与m成反比”实际上就是“a与1/m成正比”，
如果以a为纵坐标、1/m为横坐标建立坐标
系，根据a-1/m图象是不是过原点的直线，
就能判断加速度以是不是与质量m成反比。
分组实验，实验数据输人计算机。(用Excel表格处理数据)
得出结果:
由实验结果得出结论在这个实验中，我们根据日常经验和观察到
的事实，首先猜想物体的加速度与它所受的
力及它的质量有最简单的关系，即加速度与
力成正比、与质量成反比。
如果这个猜想是正确的，那么，根据实验数
据以a为纵坐标、F为横坐标和以a为纵坐标、
1/m为横坐标作出的图象，都应该是过原点的
直线．但是实际情况往往不是这样，描出的
点有些离散，并不是严格地位于某条直线
上，用来拟合这些点的直线也并非准确地通
变原点。
这时我们会想，自然规律真的是a∝F、
a∝1/m吗?如果经过多次实验，图象中的点都
十分靠近某条直线，而这些直线又都十分接
近原点，那么，实际的规律很可能就是这样
的。可见，到这时为止，我们的结论仍然带有猜
想和推断的性质。只有根据这些结论推导出
的很多新结果都与事实一致时，它才能成为
“定律”。
本节实验只是让我们对于自然规律的探究有
所体验，实际上一个规律的发现不可能是几
次简单的测量就能得出的。