1、 4.2 4.2 探究加速度和力、探究加速度和力、 质量直接关系质量直接关系 牛顿第一定律：牛顿第一定律：一切物体总保持 匀速直线运动状态或静止状态,除 非作用在它上面的力迫使它改变 这种状态。 温故知新: 牛顿第一定律：牛顿第一定律：一切物体总保持 匀速直线运动状态或静止状态,除 非作用在它上面的力迫使它改变 这种状态。 牛顿 1643年-1727年 力是改变物体运动状态的原因力是改变物体运动状态的原因 速度是描述物体运动状态的物理量速度是描述物体运动状态的物理量 物体运动状态改变即速度改变物体运动状态改变即速度改变 速度改变即物体加速度不为零速度改变即物体加速度不为零 力是产生力是产生加速
2、度加速度的原因的原因 加速度加速度a a与与 力力F F有关有关 牛顿第一定律：牛顿第一定律：一切物体总保持 匀速直线运动状态或静止状态,除 非作用在它上面的力迫使它改变 这种状态。 温故知新: 牛顿第一定律：牛顿第一定律：一切物体总保持 匀速直线运动状态或静止状态,除 非作用在它上面的力迫使它改变 这种状态。 牛顿 1643年-1727年 惯性：物体保持原来匀速直线运惯性：物体保持原来匀速直线运 动状态或静止状态的性质动状态或静止状态的性质 加速度加速度a a与质与质 量量m m有关有关 提出问题 物体的加速度a与所受到的合外力F、 物体质量m有怎样的定量关系？ 研究方法： 保持保持m不变，
3、研究不变，研究a与与F的关系的关系; 保持保持F不变，研究不变，研究a与与m的关系。的关系。 控制变量法控制变量法 猜想： m一定，一定， a F； F一定，一定， a1/m。 思考：如何设计实验思考：如何设计实验? ? 明确几个问题: 2.如何由实验得出结论? 1.怎么设计这个实验? 1.测量哪些量? 2.怎么测量? 数据处理： m不变时，a与F关系； F不变时，a与m关系。 a a、F F、m m m： a: F: 天平 求出物体所 受的合力 打点计时器 实验设计:参考方案一:用打点计时器探究 小车: 打点计时器:测量小车运动过程中的加速度 钩码:重力提供拉力 研究对象,可用天平称其质量
4、合力F=? ? 通过观看纸带上的点迹是否均 匀，来判断是否平衡摩擦力 1.平衡摩擦阻力：平衡摩擦阻力：调节木 板的倾斜度，使小车在不 受牵引时能拖动纸带沿木 板匀速运动。 思考：如何判断物体是思考：如何判断物体是 否做匀速直线运动？否做匀速直线运动？ 思考：平衡摩擦力后小思考：平衡摩擦力后小 车所受合力是多少？车所受合力是多少？ 合力等于绳的拉力 F合=FT 思考：思考：绳的拉力又是多少绳的拉力又是多少？ 绳的拉力近似等于槽码重力 F合 合=FT G槽槽 思考：为什么思考：为什么绳的绳的拉力不拉力不 等于等于槽码重力槽码重力？ 槽码不是匀速直线运动 实验设计：注意环节 2.2.要求要求：槽码的
5、质量远小远小 于于小车的质量 实验步骤: 1.1.用天平测出小车的质量。用天平测出小车的质量。 2.2.安装好实验装置，在小车上装好纸带，纸带另一端安装好实验装置，在小车上装好纸带，纸带另一端穿穿 过过计时器限位孔，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力。计时器限位孔，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力。 3.3.控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连（钩码控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连（钩码 质量远小于小车质量），打开打点计时器，释放小车，质量远小于小车质量），打开打点计时器，释放小车， 测出一组数据。测出一组数据。 4.4.改变钩码质量，多测几组数据。改变钩码质量，多测几组数据。 5.5.控制
6、钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。 6.6.设计设计表格，记录实验数据。表格，记录实验数据。 数据处理 在上述实验的每条纸带上都选取一段比较理想在上述实验的每条纸带上都选取一段比较理想 （一般舍头去尾一般舍头去尾）的部分，选择）的部分，选择计数点计数点，测量相，测量相 应的位移，计算打每条纸带的加速度应的位移，计算打每条纸带的加速度 a ai i ( i = 1 ( i = 1、 2 2、)，并记录在表格中，并记录在表格中 m/ kg a/ms -2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
7、 当拉当拉 力不力不 变时变时 次数次数m/kga/m s -2 1 2 3 4 5 0.400 0.861 0.500 0.692 0.750 0.470 1.000 0.352 1.200 0.290 问题问题1 1 问题问题2 2 数据处理 1/m (kg -1) 2.50 2.00 1.33 1.00 0.83 1/m (kg -1) a/ms -2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 当拉当拉 力不力不 变时变时 次数次数m/kga/m s -2 1 2 3 4 5 0.400 0.861 0.500 0.692 0.750 0.470
8、 1.000 0.352 1.200 0.290 实验结论： m一定时，aF F一定时，a1/m F F a a 0 0 某同学根据测量数据画出某同学根据测量数据画出a-Fa-F图线，表明实验中的图线，表明实验中的 问题是问题是: : 没有平衡摩擦力或平衡摩擦没有平衡摩擦力或平衡摩擦 力不彻底力不彻底 F F a a 0 0 平衡摩擦力过度平衡摩擦力过度 1/m (kg -1) a/ms -2 0 不在满足小车质量远大于小盘及砝码质量不在满足小车质量远大于小盘及砝码质量 保持小车 质量不变 参考方案二:对比实验 保持拉力 不变 光电门光电门 数字计时器数字计时器 拓展探究拓展探究 光电门光电门1 1光电门光电门2 2 挡光板挡光板 x x X/tX/t 参考方案三:利用气垫导轨来探究 22 22 021 ()() 22 xx vvtt a xx t t x t x t vv a 120 小 结： 1 1、实验的研究方法 2 2、实验的注意事项 3 3、数据的处理方法 4 4、实验结论 控制变量法 平衡摩擦力 mm （槽码） MM（小车） 图像法 要点：设法使图线成一条( (过原 点的) )直线 质量一定时，加速度与力的大小成正比 力的大小一定时，加速度与质量成反比
