（2021新人教版）高中物理必修第一册4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系ppt课件.ppt

1、4.2实验：探究加速度实验：探究加速度 与力、质量的关系与力、质量的关系 一切物体总保持匀速直线运动状态一切物体总保持匀速直线运动状态 或静止状态或静止状态, ,除非作用在它上面的力迫使除非作用在它上面的力迫使 它改变这种状态。它改变这种状态。 1、力是产生加速度的原因。力是产生加速度的原因。 2 2、惯性、惯性只与只与质量有关，质质量有关，质 量越大惯性越难改变。量越大惯性越难改变。 加速度与力的关系加速度与力的关系 加速度与质量的关系加速度与质量的关系 这说明，加速度与力、质量之间必然存在一定的关这说明，加速度与力、质量之间必然存在一定的关 系。下面我们来探究加速度与力、质量之间的定量关系

2、。系。下面我们来探究加速度与力、质量之间的定量关系。 一、实验思路一、实验思路 请说出你的设计思路并和同学们讨论确定实验探请说出你的设计思路并和同学们讨论确定实验探 究方案。究方案。 1、你认为应该如何完成这个探究实验？、你认为应该如何完成这个探究实验？ 2、比如，研究什么物体？、比如，研究什么物体？ 5、如何测量该物体受到的力？、如何测量该物体受到的力？ 4、如何测量该物体的加速度？、如何测量该物体的加速度？ 3、怎样分析数据？、怎样分析数据？ 1、实验目的实验目的 2、实验设计实验设计 加速度加速度a与力与力F的的关系关系 加速度加速度a与质量与质量m的的关系关系 1、测量哪些量测量哪些量

3、 2、怎么测量怎么测量 控制变量法控制变量法 m： a: F: 天平天平 打点计时器打点计时器 物体所受的合力物体所受的合力 a、F、m 3、进行实验、进行实验 4、利用表格分析数据、利用表格分析数据 用图所示的装置可以完成这个探究实验。将小车用图所示的装置可以完成这个探究实验。将小车 置于水平木板上，通过滑轮与槽码相连。小车可以在置于水平木板上，通过滑轮与槽码相连。小车可以在 槽码的牵引下运动。槽码的牵引下运动。 1、加速度、加速度a与力与力F的的关系关系 生活经验：用大的力推物体，物体会获得大的加生活经验：用大的力推物体，物体会获得大的加 速度；而用小的力推相同的物体，物体会获得小的加速度

4、；而用小的力推相同的物体，物体会获得小的加 速度。速度。 加速度和力之间存在什么样的关系呢？加速度和力之间存在什么样的关系呢？ 加速度加速度a与力与力F的的关系关系 保持小车质量不变，通过改变槽码保持小车质量不变，通过改变槽码 的个数改变小车所受的拉力。的个数改变小车所受的拉力。小车所受小车所受 的拉力可认为与槽码所受的重力相等的拉力可认为与槽码所受的重力相等。 测得不同拉力下小车运动的加速度，分测得不同拉力下小车运动的加速度，分 析加速度与拉力的变化情况，找出二者析加速度与拉力的变化情况，找出二者 之间的定量关系。之间的定量关系。 生活经验：用力推质量大的物体，物体会获得小生活经验：用力推质

5、量大的物体，物体会获得小 的加速度；而用相同的力推质量小的物体，物体会获的加速度；而用相同的力推质量小的物体，物体会获 得大的加速度。得大的加速度。 加速度可能与质量成反比加速度可能与质量成反比? ? 2、加速度、加速度a与力与力m的的关系关系 加速度加速度a与力与力m的的关系关系 保持小车所受的拉力不变，通过保持小车所受的拉力不变，通过 在小车上增加重物改变小车的质量。在小车上增加重物改变小车的质量。 测得不同质量的小车在这个拉力下运测得不同质量的小车在这个拉力下运 动的加速度，分析加速度与质量的变动的加速度，分析加速度与质量的变 化情况，找出二者之间的定量关系。化情况，找出二者之间的定量关

6、系。 二、物理量的测量二、物理量的测量 1、质量的测量、质量的测量 托盘天平托盘天平 为了改变小车的为了改变小车的 质量，可以在小车中质量，可以在小车中 增减砝码的数量。增减砝码的数量。 2、加速度的测量、加速度的测量 方法方法1 则测量小车加速度最直接的办法就是用刻度尺则测量小车加速度最直接的办法就是用刻度尺 测量小车移动的位移测量小车移动的位移x。并用秒表测量发生这段位移所。并用秒表测量发生这段位移所 用的时间用的时间t，然后由，然后由 计算出加速度计算出加速度a。 小车做初速度为小车做初速度为0的匀加速直线运动。的匀加速直线运动。 2 2 1 atx 2 2 t x a 方法方法2 方法

7、方法3让让两个小车两个小车做初速度为做初速度为0的匀加速直线运动。的匀加速直线运动。 2 1 2 1 a a x x 测量加速度就转换成测量位移了。测量加速度就转换成测量位移了。 3、力的测量、力的测量 孤力物体是不存在的，所以实验中的孤力物体是不存在的，所以实验中的F是合力。是合力。 F mg FN T Ff 参考案例参考案例1 用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系 把木板的一侧把木板的一侧垫高垫高，以补偿打点计时器对小车的阻，以补偿打点计时器对小车的阻 力及其他阻力。调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引力及其他阻力。调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引

8、时能拖动纸带沿木板时能拖动纸带沿木板匀速运动匀速运动。 Ff G FN y x T G1 G2 调整角度另重力的分力等于阻力，这样其它力平衡掉调整角度另重力的分力等于阻力，这样其它力平衡掉 以后，相当于小车只受拉力以后，相当于小车只受拉力T，而拉力，而拉力T等于砝码的重力。等于砝码的重力。 增减钩码改变拉力，增减砝码改变质量，最后由方增减钩码改变拉力，增减砝码改变质量，最后由方 法法1、2求得加速度。求得加速度。 参考案例参考案例2 通过位移之比测量加速度之比通过位移之比测量加速度之比 把木板一端垫高，参考案例把木板一端垫高，参考案例1的方法补偿阻力的方法补偿阻力 的影响。的影响。 运用方法运

9、用方法3求得加速度与位移之比。求得加速度与位移之比。 三、进行实验三、进行实验 拉力拉力F 加速度加速度a 1、加速度、加速度a与力与力F的的关系关系 设计表格，设计表格，通过改变槽码的个数可以成倍地改变小通过改变槽码的个数可以成倍地改变小 车所受的拉力，把测得的加速度填表。车所受的拉力，把测得的加速度填表。 质量质量m 加速度加速度a 2、加速度、加速度a与质量与质量m的的关系关系 设计表格，设计表格，通过增减小车中的重物改变小车的质量，通过增减小车中的重物改变小车的质量， 把测得的加速度填表。把测得的加速度填表。 四、数据分析四、数据分析 列表格之后就是建坐标，之后描点连线。为了更直列表格

10、之后就是建坐标，之后描点连线。为了更直 观地判断加速度观地判断加速度a与拉力与拉力F的定量关系，我们以的定量关系，我们以a为纵坐标、为纵坐标、 F为横坐标建立直角坐标系。为横坐标建立直角坐标系。 m a Fa 1 m F a 科学方法科学方法 控制变量（阅读）控制变量（阅读） 控制变量的方法是指在研究和解决问题的过程中，控制变量的方法是指在研究和解决问题的过程中， 对影响事物变化规律的独立因素加以人为控制，使其中对影响事物变化规律的独立因素加以人为控制，使其中 只有一个因素按照特定的要求发生变化，而其他因素保只有一个因素按照特定的要求发生变化，而其他因素保 持不变，以利于寻找事物发展变化的规律

11、的方法。例如，持不变，以利于寻找事物发展变化的规律的方法。例如， 在研究某个物理量在研究某个物理量y与另外两个变量与另外两个变量x1、x2的关系时，的关系时， 先固定一个变量先固定一个变量x2不变，研究不变，研究y与另一个变量与另一个变量x，之间的，之间的 定量关系；然后再固定变量定量关系；然后再固定变量x1不变，研究不变，研究y与与x2之间的之间的 关系。关系。 本节在探究加速度与力、质量之间的关系时，就采本节在探究加速度与力、质量之间的关系时，就采 用了控制变量的方法。以后在研究涉及多个变量的规律用了控制变量的方法。以后在研究涉及多个变量的规律 时，还会用到控制变量的方法，它是科学研究中常用的时，还会用到控制变量的方法，它是科学研究中常用的 一种方法。一种方法。 一、实验思路 用控制变量法探究加速度a与力F的关系和加速度a与质量m的关系。 二、物理量的测量 1、质量的测量，可以用天平测量质量。为了改变小车的质量， 可以在小车中增减砝码的数量。 2、加速度的测量 方法1、小车做初速度为0的匀加速直线运动。 方法2、利用打点计时器。 方法3、让两个小车做初速度为0的匀加速直线运动。 3、力的测量 孤力物体是不存在的，所以实验中的F是合力，合成法测量。 实验注意： 把木板的一侧垫高 小车能拖动纸带沿木板匀速运动 小车的质量要远大于钩码的质量