2. 探究加速度与力、质量的关系课件24张PPT

探究加速度与力、质量的关系
→
物体运动状态改变
有外力作用
速度改变
→
有加速度产生
→
力是产生加速度的原因
力越大
加速度越大
运动状态改变越大
→
运动状态越难改变
物体质量越大
→
相同外力作用下，速度变化越慢
加速度
→
越小
质量是物体惯性大小的量度
　　物体质量一定时，受力越大，
加速度越大．
　　物体受力一定时，它的质量
越大，
加速度越小．
猜想：
物体的加速度与力、质量有什么定量关系？
实验的基本思路是什么呢？
控制变量法
“a”与“F”、“m” 二个物理量均有关系，
　应该从何处入手呢？
实验的探究思路确定为两个方面：
一是保证质量不变，探究加速度与外力的关系；
二是保证外力不变，探究加速度与质量的关系。
一、研究方法
实 验 探 究
实验装置图
方案一：小车、打点计时器、纸带、长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平，研究小 车运动。从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a。
砝码　
小车　
打点计时器　
纸带　
实验方案
思考
质量、力与加速度分别如何测量？
质 量 —天平
恒 力 —— ？
加速度 —— ？
探究实验
1、小车质量的测量用 。
天平
2、打点计时器的用途是：
打出纸带，
测量计算小车的加速度。
3、如何才能给小车提供一个恒定的
合外力？
4、如何来测量小车所受的合外力？
θ
例1、如图一个木块正在倾角为θ为的
三角斜面上匀速下滑，试求斜面
的动摩擦因数。
问2：如果此时给物体加上一个沿斜面向
下的力F，那物体现在受到的合外
力是多少？
θ
N
Gcosθ
Gsinθ
G

5、如何来平衡摩擦力？
我们将长木板倾斜一定角度θ，θ应
该等于
这么准确，做实验时肯定无法这么准确，
我们只要把木板倾斜到物体在斜面上大
致能够匀速下滑（可以根据纸带上的点
来判断）
，此时物体在斜面上
受到的合外力为0。做实验时肯定无法
6、绳子的拉力等于钩码的重量吗？
为什么？
不等于！因为钩码向下加速，所以绳
子的拉力小于钩码的重力。
7、什么情况下钩码重力可以近似等于
绳子拉力即小车所受的合外力？
当砝码质量比小车质量小得多时
（≤1/6），绳子的拉力近似等于砝码的
重力，即小车受到合外力近似等于砝码
的重力。
A、加速度与合外力的关系
实验基本思路：保持物体的质量不变，
测量物体在不同的合力
作用下物体的加速度，
分析加速度与合外力
的关系。
实验数据的记录处理：
F
a
0
实验数据
实验次数
a
F
第一次
第二次
第三次
保持物体（小车）质量一定
实验次数
F/N
a/
1
2
0.4
1.2
3
0.5
1.5
4
0.6
1.86
5
0.8
2.4
探究加速度与力的关系
实验结论：当物体质量一定时，加速度与力成正比。
B、加速度与质量的关系 :
实验的基本思路：保持物体所受的合外
力相同，测量不同质
量的物体在该力的作
用下的加速度，分析
加速度与质量的关系。
探究二：加速度与质量的关系
保持物体的受力F不变，改变小车的质量，分析不同质量的小车在相同的力的作用下，加速度与质量的关系。（实验前已测出小车净重196.8g）
实验次数
小车质量 m(Kg)
1 / m
a/
1
2
3
4
实验次数
m/kg
a/(m/s2)
1/m
1
0.4
0.861
2.5
2
0.5
0.692
2
3
0.75
0.47
1.33
4
1
0.352
1
5
1.2
0.29
0.83
0
0
保持物体受力不变
教师点评：
1、实验数据处理最好运用图表、图线及拟合线性方程。
2、应灵活运用数学工具处理非线性关系的数据。如变 a-m 图象为 a–1/m 图象，即“变曲为直”。
探究实验二的总结与点评
当外力F一定时， 物体的加速度与其质量成反比，
即：
实验后反思总结
一.平衡摩擦力时，不把悬挂重物用细绳通过定滑轮系在小车上，即不对小车施加拉力。在木板无滑轮的一端下面垫一薄木块，反复移动其位置，直到拖在小车后面的纸带上打出的点距均匀为止。
二.实验时，应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再放开小车
三.实验要求重物的质量远小于小车的质量，因为只有这样，细绳对小车的拉力才近似等于重物的重力。