4.2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系學(xué)習(xí)目標(biāo)

猜想與假設(shè)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變速度發(fā)生了改變產(chǎn)生了加速度與力和質(zhì)量有關(guān)是否有關(guān)？加速度與力、質(zhì)量之間有什么樣的定量關(guān)系呢？實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c方法控制變量的方法是指在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規(guī)律的獨(dú)立因素加以人為控制，使其中只有一個(gè)因素按照特定的要求發(fā)生變化，而其他因素保持不變，以利于尋找事物發(fā)展變化的規(guī)律的方法。定量分析a、F、m的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)方法：控制變量法實(shí)驗(yàn)中需要測量哪些物理量？用什么測量工具，如何進(jìn)行測量？實(shí)驗(yàn)思路與裝置（1）保持物體質(zhì)量

m

不變，改變物體受力，測

a、F;（2）保持物體所受拉力

F

不變，改變物體質(zhì)量，測

a、m.探究思路：探究裝置：物理量的測量測量工具：天平可通過增減在小車上的砝碼的數(shù)量來實(shí)現(xiàn)對小車質(zhì)量的改變。質(zhì)量的測量注意砝碼與槽碼的區(qū)別物理量的測量方法二：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連在小車上，根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)可測量加速度；方法一：小車做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則可利用刻度尺測量位移和秒表測量時(shí)間，然后由公式a=(2x)/t2可算出;方法三：利用比值法。由于a=(2x)/t2測出兩個(gè)初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)在相同時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移

x1、x2，位移之比就是加速度之比加速度的測量物理量的測量TT1.如何給小車施加一個(gè)可以測量的恒力T呢？直接用彈簧測力計(jì)拉小車，可以嗎？還是借助定滑輪和鉤碼來拉？

m0g2.細(xì)線給小車提供的拉力是小車受到合力嗎？不計(jì)摩擦，小車：F合=T≈m0g計(jì)摩擦，小車：F合=T-f≠T如何才能消除摩擦力的影響呢？力的測量條件：槽碼的質(zhì)量要比小車的質(zhì)量小很多物理量的測量平衡摩擦力：把軌道的一端墊高，使重力的分力

Gsinθ與摩擦力Ff平衡。具體操作：先不加細(xì)線，調(diào)整軌道，使小車剛好能勻速下滑（紙帶上打出間隔均勻的點(diǎn)）。如果再加上細(xì)線，細(xì)線的拉力就等于小車受到的合力。GcosθGsinθGθθFNFf一次補(bǔ)償，多次測量平衡摩擦力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1：用阻力補(bǔ)償法探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系(1)實(shí)驗(yàn)器材：小車,砝碼,槽碼,細(xì)線,一端附有定滑輪的長木板,墊木,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,低壓交流電源,導(dǎo)線兩根,紙帶,復(fù)寫紙,托盤天平,米尺。(2)實(shí)驗(yàn)步驟：①稱量質(zhì)量——用天平測量槽碼的質(zhì)量m0和小車的質(zhì)量M0。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)②安裝器材——按照如圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好,只是不把懸掛小盤的細(xì)線系在小車上(即不給小車牽引力)。③補(bǔ)償阻力——在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊,反復(fù)移動(dòng)薄木塊的位置,直至小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以保持勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器懸掛物小車紙帶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)平衡摩擦力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)保持質(zhì)量不變，探究加速度與力的關(guān)系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)④讓小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,掛上槽碼,先接通電源,再讓小車拖著紙帶在木板上勻加速下滑,打出一條紙帶。計(jì)算槽碼的重力,即為小車所受的合外力,由紙帶計(jì)算出小車的加速度,并把力和對應(yīng)的加速度填入表1中。⑤改變槽碼的個(gè)數(shù),重復(fù)步驟4,并多做幾次。實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/(m·s-2)小車受力F/N1

2

3

4

表一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)次數(shù)懸掛物的質(zhì)量m0/kg小車受的拉力F/N小車的加速度a/m·s-210.00840.08230.39520.00960.09410.44930.01090.10680.50640.01210.11860.55950.01340.13130.615a/m·s-2F/N①保持質(zhì)量不變，探究加速度與力的關(guān)系圖像法(3)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行實(shí)驗(yàn)質(zhì)量一定加速度與力成正比a/m·s-2F/N進(jìn)行實(shí)驗(yàn)次數(shù)小車的質(zhì)量m/kg小車的加速度a/m·s-210.2000.45620.2500.36430.3000.32240.3500.27850.4000.242a/m·s-2m/kg②保持力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)a/m·s-2m/kg/kga/m·s-2化曲為直進(jìn)行實(shí)驗(yàn)次數(shù)小車的質(zhì)量m/kg小車質(zhì)量倒數(shù)

/kg小車的加速度a/m·s-210.2005.000.45620.2504.000.36430.3003.330.32240.3502.860.27850.4002.500.242/kga/m·s-2注意事項(xiàng)（1）平衡摩擦力時(shí)不要掛小盤，一次實(shí)驗(yàn)只需要平衡一次摩擦力。（2）實(shí)驗(yàn)中必須滿足小車和小車上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物和小盤的總質(zhì)量。（3）每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(或盡量遠(yuǎn)離帶滑輪的一端)，且在小車到達(dá)滑輪前應(yīng)按住小車。（4）作圖線時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)落在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線兩側(cè)，離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去。實(shí)驗(yàn)結(jié)論（注意：這里的力指的是物體所受的合外力）1.m一定，加速度a與F的定量關(guān)系：2.F一定，加速度a與m的定量關(guān)系:加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系：還有沒有其他設(shè)計(jì)方案呢？課堂小結(jié)實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系創(chuàng)設(shè)情景，提出問題物體加速度的大小與什么物理量有關(guān)如何研究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系制訂方案，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究加速度與物體受力的關(guān)系研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系分組實(shí)驗(yàn)