《實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》課件.ppt

1、同學們好!,牛一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài) 或靜止狀態(tài),除非作用在它上面的力迫使它改 變這種狀態(tài)。,牛一定律，又稱慣性定律；物體保持原來勻 速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)，稱為慣 性；物體的慣性只和質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大， 慣性越大。,溫故知新:,由牛一定律可知：,物體不受外力,所受合外力為零,物體處于靜止或勻速直線運動 狀態(tài)，即運動狀態(tài)不變。,那么設(shè)想：如果物體所受合外力不為零，則物體運 動會怎樣？,溫故知新:,物體不受力時的運動情況,點球,守門員撲球,法拉利F2003-GA賽車與 著名戰(zhàn)斗機“颶風2000”,思考：物體加速度a和哪些因素有關(guān)？你是怎 么知道的？,第二節(jié),江蘇省南通中學

2、 物理組,探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,實驗：,探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,薛長山,學習目標 ：,1、學會通過實驗探究物體加速度與 力、質(zhì)量的關(guān)系,2、在實驗中掌握打點計時器的用法,3、對實驗數(shù)據(jù)進行科學處理 對實驗結(jié)果進行歸納分析,1、物體受到的合外力不為零是物體產(chǎn)生 加速度的原因，即力是物體產(chǎn)生加 速度的原因。,回憶分析,2、質(zhì)量也將決定物體加速度的大小。,加速度大小與物體受力大小有關(guān),加速度還與物體質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量一定時，受力越大，其加速度 越大,受力一定時，質(zhì)量越小，其加速度 越大。 這里的力指物體所受合力,明確幾個問題:,1.實驗要說明什么問題?,3.如何由實驗得出結(jié)論?,2.怎么設(shè)計這

3、個實驗?,a與F關(guān)系?,a與m關(guān)系?,1.測量哪些量?,2.怎么測量?,數(shù)據(jù)處理,控制一個量 不變,a、F、m,m：,a:,F:,天平,打點計時器,物體所受的 合力,研究方法：控制變量法,保持物體的質(zhì)量不變，測量物體在不同 作用下的加速度，分析加速度與合外力 的關(guān)系。,保持物體所受力合外力相同，測量不同 質(zhì)量的物體在該力下的加速度，分析加 速度與質(zhì)量的關(guān)系。,制定實驗方案、設(shè)計實驗,小車、打點計時器、紙帶、 學生電源、一端帶滑輪的長木板、細 線、刻度尺、天平、鉤碼,2.物體的質(zhì)量用測量,天平,1.怎樣測量物體的加速度？,3.怎樣給小車提供一個恒定的合力？,實驗器材：,例：,平衡摩擦力,將長木板

4、不帶滑輪一端適當墊高，使 小車的重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡。,怎樣就算平衡好摩擦力了？,4.如何測定小車受到的合力？,5.繩子拉力大小?鉤碼的重力。,小于,6.什么情況下，繩子拉力近似等于 鉤碼重力即小車所受的合力？,理論計算發(fā)現(xiàn)：當鉤碼質(zhì)量比小車質(zhì)量 小很多時（ ），繩子拉力近似等 于鉤碼重力即小車所受的合力,實驗裝置圖,方案一：,實驗探究,1.探究加速度與合力的關(guān)系,實驗基本思路：保持小車的質(zhì)量不變，測量小車在不同作用下的加速度，分析加速度與合力的關(guān)系。,做實驗 、得數(shù)據(jù)、填表格一、作圖象、進行分析、形成結(jié)論,怎樣改變合力？,0.10 0.146,0.20 0.302,0.30 0.

5、428,0.40 0.592,0.50 0.751,如何更直觀地處理數(shù)據(jù)？,2.探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系,實驗基本思路：保持小車所受合力相同，測量不同質(zhì)量的小車在該力下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系。,做實驗 、得數(shù)據(jù)、填表格二、作圖象、交流分析、形成結(jié)論,怎樣改變小車的質(zhì)量？,實驗須知：,1.平衡摩擦力 2.小車開始時要靠近打點計時器 3. 探究a與F關(guān)系時，可在小車上放兩個50g的鉤碼,F=mg g=9.8m/s2 4.小車質(zhì)量m=187g，各種鉤碼質(zhì)量看標注 5.打點計時器打點周期T=0.02s,方案二：以小車、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

6、小車的運動。,注意：只有當盤和砝碼的質(zhì)量要比小車的質(zhì)量小得多時，小車所受拉力才近似等于盤和砝碼的總重力。,1.怎樣測量（或比較）物體的加速度？,2.怎樣提供和測量物體所受的拉力F ？,1、控制m相同，探討加速度a與F的關(guān)系,實驗方案原理：如圖所示,F1, F2，在相同的時間內(nèi):,x1= a1t2,x2 = a2t2,a1/ a2=x1/x2,測量出x1 、x2,2、控制F相同，探討加速度a與m的關(guān)系,保持物體的質(zhì)量不變，測量物體在不同的力作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系,位移x1/cm,位移x2/cm,(M+m2)/g (表示F2大小),盤中砝碼質(zhì)量m2/g,300 0 10,50,20,

7、30,40,60,盤中砝碼質(zhì)量m1/g,(M+m1)/g (表示F1大小),70,F,a,(M+m1),(M+m2),保持物體所受的力相同，測量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系,300 6 50,車上砝碼質(zhì)量m1/g,位移x1/cm,100,50,150,200,250,車上砝碼質(zhì)量m2/g,位移x2/cm,小車1質(zhì)量M1,小車2質(zhì)量M2,300,M2 / M1,M1 / M2,a,小結(jié),探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,1.研究方法：,2.數(shù)據(jù)處理方法：,3.結(jié)論：,控制變量法,圖象法,aF a1/m,1整個實驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的質(zhì)量還是改變小車和

8、砝碼的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力平衡摩擦力是指使小車所受動力(小車重力沿斜面方向的分力)與小車所受阻力(包括小車所受摩擦力和打點計時器對小車之后所拖紙帶的摩擦力)大小相等平衡摩擦力時，應(yīng)在小車后拖上紙帶，先接通電源，再用手給小車一個初速度，若在紙帶上打出的點的間隔是均勻的，則表明平衡了摩擦力，否則必須重新調(diào)整小木板的位置,實驗注意事項,2平衡摩擦力后，每次實驗時必須滿足在小車上所加砝碼的質(zhì)量遠大于砝碼和小盤的總質(zhì)量的條件下進行只有如此，砝碼和小盤的總重力才可視為與小車受到的拉力相等,3改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點計時器(或盡量遠離定滑輪的一端)，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且在小車到達定滑輪前應(yīng)按住小車 4各紙帶的加速度a，都應(yīng)是該紙帶的平均加速度 5作圖象時，要使盡可能多的點在所作直線上，不在直線上的點應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線的兩側(cè),1小車質(zhì)量m應(yīng)比重物的質(zhì)量m大得多，其原理將在后面的牛頓運動定律的應(yīng)用中專門討論二者差距越小，圖象線性越差 2夾口的密合性能差是造成誤差的原因之一由于小車的質(zhì)量