人教版高一物理2實驗探究加速度與力質(zhì)量關(guān)系

7/21/20234.2實驗:探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系7/21/2023力F——迫使“物體運動狀態(tài)變化”的原因質(zhì)量m——抵抗“物體運動狀態(tài)變化”的本領(lǐng)加速度a——描述“物體運動狀態(tài)變化”的快慢與力和質(zhì)量有關(guān)?物體運動狀態(tài)的變化物體速度的變化

加速度思考：7/21/20231：在書本上撒一些碎紙片，先用嘴輕輕地吹，再用力使勁吹，我們會觀察到什么的現(xiàn)象？你能得到什么結(jié)論？2：在書本上撒一些小石子和一些碎紙片，用力使勁吹。我們又會觀察到什么的現(xiàn)象？又能得到什么結(jié)論？結(jié)論：對某一物體而言，受到的力越大，其運動狀態(tài)越容易改變，即加速度越大。結(jié)論：對不同物體而言，受到相同的力，質(zhì)量越小，其運動狀態(tài)越容易改變，即加速度越大。7/21/2023學(xué)生探究α與F、m的定量關(guān)系一.確定研究方法:應(yīng)該采用什么樣的物理方法來研究a與F、m的定量關(guān)系呢？二.設(shè)計實驗方案:（1）如何測量物體的加速度、質(zhì)量和受到的力？（2）怎樣設(shè)計實驗步驟？怎樣選用和調(diào)試實驗器材？（3）如何采集實驗數(shù)據(jù)，怎樣對實驗數(shù)據(jù)進行分析？7/21/2023

加速度與力、物體的質(zhì)量有什么定量的關(guān)系？猜想與假設(shè)：猜想：加速度與力成正比加速度與質(zhì)量成反比。m一定，F(xiàn)越大，a越大。a∝F或者a∝Fn；

F一定，m越小，a越大。a∝1/m或者a∝1/mn。7/21/2023制定計劃設(shè)計實驗：怎樣才能探究出加速度、力、質(zhì)量三個變量之間的關(guān)系?控制變量法:1保持質(zhì)量不變,研究加速度與力的關(guān)系；2保持力不變,研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。7/21/2023實驗方案討論方案一：小車、打點計時器、紙帶、一端帶滑輪的長木板、細線、砝碼、鉤碼、刻度尺、天平為器材，研究小車運動。用天平測出小車的質(zhì)量m從打點計時器打出的紙帶計算出小車的加速度a砝碼的總重力G當(dāng)作小車受到的拉力F學(xué)生探究方案7/21/2023思考：小車在運動方向上受幾個力的作用？細繩對小車的拉力等于小車所受的合力嗎？例1、如圖一個木塊正在傾角為θ為的三角斜面上勻速下滑，試求斜面的動摩擦因數(shù)。問：如果此時給物體加上一個沿斜面向下的力F，那物體現(xiàn)在受到的合外力是多少？NGcosθGsinθ

GθθNFf所以：7/21/2023如何來平衡摩擦力？我們將長木板傾斜一定角度θ，θ應(yīng)該等于這么準確，做實驗時肯定無法這么準確，我們只要把木板傾斜到物體在斜面上大致能夠勻速下滑（可以根據(jù)紙帶上的點來判斷），此時物體在斜面上受到的合外力為0。做實驗時肯定無法7/21/2023繩子的拉力等于鉤碼(或者沙桶）的重力嗎？為什么？不等于！因為鉤碼向下加速，所以繩子的拉力小于鉤碼的重力。

什么情況下鉤碼（或者沙桶）重力可以近似等于繩子拉力，即小車所受的合外力？

當(dāng)砝碼質(zhì)量比小車質(zhì)量小得多時,繩子的拉力近似等于砝碼的重力，即小車受到合外力近似等于砝碼的重力。7/21/20237/21/2023實驗裝置圖7/21/2023小車紙帶○○打點計時器電源砝碼□改進后的實驗裝置圖：把木板一端墊高，平衡小車受到的摩擦力7/21/20237/21/2023按照制定的實驗方案進行實驗收集并記錄數(shù)據(jù)試驗次數(shù)加速度α(m/s2)小車受力F(N)12345試驗次數(shù)加速度α(m/s2)小車質(zhì)量m(kg)12345A、加速度與合外力的關(guān)系

實驗基本思路：保持物體的質(zhì)量不變，測量物體在不同的合力作用下物體的加速度，分析加速度與合外力的關(guān)系。實驗數(shù)據(jù)的記錄處理：

實驗數(shù)據(jù)實驗次數(shù)a/m/s2F/N第一次第二次第三次Fa00.20.40.61.02.03.01.00.201.60.402.00.5B、加速度與質(zhì)量的關(guān)系

:實驗的基本思路：保持物體所受的合外力相同，測量不同質(zhì)量的物體在該力的作用下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系。

實驗數(shù)據(jù)實驗次數(shù)a/m/s21/m第一次第二次第三次0.255.00.154.00.103.3實驗數(shù)據(jù)記錄處理：

a1/m02.04.06.00.10.20.30.050.150.257/21/2023

如何分析這些數(shù)據(jù)？－－圖象法（圖象處理技巧）Fa0a0mm1對實驗數(shù)據(jù)的處理實驗結(jié)論：加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比。即：a∝F

∝a7/21/20237/21/20237/21/20237/21/20237/21/20237/21/2023方案二：小車一端帶滑輪的長木板、細線、砝碼、鉤碼。用刻度尺測量物體運動的位移，用秒表測量出物體運動的時間，求出加速度a

。實驗方案討論學(xué)生探究方案7/21/2023方案三：以兩輛小車、一端帶滑輪的長木板、粗線、砝碼、鉤碼、天平、刻度尺、寬口夾子為實驗器材，研究小車的運動。實驗方案討論學(xué)生探究方案7/21/2023學(xué)生探究方案質(zhì)量保持不變合外力保持不變7/21/2023

控制變量m或F.探討加速度a與F或m的關(guān)系X1X2F1F2X1=a1t2X2=a2t2X1/

X2=a1/a2測量X1、X2