第二節(jié)、實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

.,1,第四章、牛頓第二定律,第二節(jié)、實(shí)臉：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,提問(wèn)：,說(shuō)明：在地面滑行的物體，為什么會(huì)慢慢地停下來(lái)。,什么是慣性？它和什么因素有關(guān)？,圖4.2一1竟賽用汽車的質(zhì)量不很大，卻安裝著強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī)，可以獲得很大的加速度。,.,2,第四章、牛頓第二定律,有外力作用,力是產(chǎn)生加速度的原因,力越大,加速度越大,.,3,第四章、牛頓第二定律,物體質(zhì)量越大,質(zhì)量是物體慣性大小的量度,.,4,第四章、牛頓第二定律,F,m,a,?,一.探究思路,控制變量法,.,5,第四章、牛頓第二定律,m一定，研究a與F的關(guān)系,F一定，研究a與m的關(guān)系,F,1、加速度和力的關(guān)系：,控制m不變，改變物體受力（合外力），,若以a為縱坐標(biāo)、F為橫坐標(biāo)，根據(jù)各組數(shù)據(jù),如果這些點(diǎn)在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上，說(shuō)明a與F成正比，,m,、加速度和質(zhì)量的關(guān)系,控制F不變，改變物體質(zhì)量m,若以a為縱坐標(biāo)、m為橫坐標(biāo)，根據(jù)各組數(shù)據(jù),根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，在相同力的作用下，質(zhì)量m越大，加速度a越小。,可能是“a與m成反比”，,.,8,第四章、牛頓第二定律,如何設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)方案?,.,9,第四章、牛頓第二定律,3.制定實(shí)驗(yàn)方案時(shí)的兩個(gè)問(wèn)題,這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量有三個(gè)：物體的加速度、物體所受的力、物體的質(zhì)量。,怎樣測(cè)量（或比較）物體的加速度.,質(zhì)量可以用天平測(cè)量,.,10,第四章、牛頓第二定律,可以在運(yùn)動(dòng)物體上安裝一條打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)來(lái)測(cè)量加速度。,怎樣測(cè)量（或比較）物體的加速度.,.,11,第四章、牛頓第二定律,方案二,.,12,第四章、牛頓第二定律,因?yàn)槲覀兲骄康氖羌铀俣扰c其他量之間的比例關(guān)系。因此，測(cè)量不同情況下（即不同受力時(shí)、不同質(zhì)量時(shí)）物體加速度的比值，就可以了.,2.怎樣提供和測(cè)量物體所受的恒力,兩個(gè)相同的小車放在光滑水平板上，,增減小盤中的祛碼就可以改變小車受到的合力。,實(shí)驗(yàn),.,15,第四章、牛頓第二定律,對(duì)探究過(guò)程的反思,1.在實(shí)驗(yàn)中，小車包括砝碼的質(zhì)量為什么要遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量。,2.實(shí)驗(yàn)前為什么要平衡摩擦力？應(yīng)當(dāng)如何平衡摩擦力？,3.a-F圖線出現(xiàn)截距的原因和調(diào)整方法是什么？,3、牛頓第二定律：,物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。,表達(dá)式：,或,力的單位：若m=1kga=1m/s2則：F為1N,如果都用國(guó)際單位制中的單位，就可以使k=1,公式則簡(jiǎn)化為：,定律具有矢量性、瞬時(shí)性,即：1N=1kg.m/s2,(1)定律中各物理量的意義及關(guān)系：F合是物體(研究對(duì)象)所受的合外力，m是研究對(duì)象的質(zhì)量，如果研究對(duì)象是幾個(gè)物體，則m為幾個(gè)物體的質(zhì)量和。a為研究對(duì)象在合力F合作用下產(chǎn)生的加速度；a與F合的方向一致。,(2)定律的物理意義：從定律可看到：一物體所受合外力恒定時(shí)，加速度也恒定不變，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)；合外力隨時(shí)間改變時(shí)，加速度也隨時(shí)間改變；合外力為零時(shí)，加速度也為零，物體就處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。,牛頓第二定律只適用低速，宏觀物體.高速微觀粒子不適用.,牛頓第二定律適用范圍:,1.從牛頓第二定律知道，無(wú)論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度?？墒俏覀冇昧μ嵋粋€(gè)很重的物體時(shí)卻提不動(dòng)它，這跟牛頓第二定律有無(wú)矛盾？為什么？,答：沒(méi)有矛盾，由公式F=ma看，F(xiàn)合為合外力，無(wú)論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，這個(gè)力應(yīng)是合外力。現(xiàn)用力提一很重的物體時(shí)，物體仍靜止，說(shuō)明合外力為零。由受力分析可知F+N-mg=0。,2.對(duì)一個(gè)靜止的物體施加一個(gè)力，物體一定做加速運(yùn)動(dòng)，對(duì)嗎？,鞏固練習(xí),3.下面哪些說(shuō)法不對(duì)？為什么？A物體所受合外力越大，加速度越大。B物體所受合外力越大，速度越大。C物體在外力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)合外力逐漸減小時(shí)，物體的速度逐漸減小。D物體的加速度大小不變一定受恒力作用。,根據(jù)牛頓第二定律，物體受的合外力決定了物體的加速度。而加速度大小和速度大小無(wú)關(guān)。所以，B說(shuō)法錯(cuò)誤。,解答：A是正確的,物體做勻加速運(yùn)動(dòng)說(shuō)明加速度方向與速度方向一致。當(dāng)合外力減小但方向不變時(shí)，加速度減小但方向也不變，所以物體仍然做加速運(yùn)動(dòng)，速度增加。C說(shuō)法錯(cuò)誤。,當(dāng)加速度的大小不變時(shí)，合外力的大小也不變，一但方向改變，合力的方向也改變，就不是恒力。故D也是錯(cuò)的,4.質(zhì)量為m=2kg的物體靜止在水平面，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，現(xiàn)對(duì)物體施加與水平面成370斜向上的拉力F=20N，則物體將做什么運(yùn)動(dòng)？,解：以物體為研究