1、2 實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,思考幾個問題,1.探究實驗中提到的力，其內(nèi)涵是什么？,2.如果一個靜止的物體受到不為零的合外力會怎樣運動？,3.物體運動狀態(tài)的改變是什么原因？質(zhì)量對物體的運動狀態(tài)的改變有影響嗎？,4.加速度與哪些因素有關(guān)？,我們身邊的運動狀態(tài)變化:,1.對同一輛車，啟動時從不同檔啟動快慢為什么不一樣？ 2.動力車正常行駛比小汽車要快，但啟動過程為什么比小汽車慢得多呢？ 3.在書本上撒一些碎紙片，先輕輕吹，再用力吹，觀察到什么現(xiàn)象？ 4.在書本上撒一些碎紙片和一些小石子，用力吹，觀察到什么現(xiàn)象？,探究方案一：,實驗裝置圖,【實驗器材】 小車、打點計時器、紙帶、一端帶滑輪的長

2、木板、細線、砝碼（鉤碼）、小盤、刻度尺、天平,1.小車質(zhì)量的測量用 .,2.打點計時器的用途是：,打出紙帶，測量計算小車的加速度.,天平,【實驗提醒】,3.繩拉小車的力是不是小車受到的合外力？,將木板的一端稍作墊高，使小車勻速下滑，此時小車的合外力多大?,4.繩子的拉力等于砝碼的重量嗎？為什么？,不等于！因為砝碼向下加速，所以繩子的拉力小于砝碼的重力.,5.什么情況下砝碼重力可以近似等于繩子拉力即小車所受的合外力？,當砝碼質(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，即小車受到的合外力近似等于砝碼的重力.,6.如何來平衡摩擦力？ 我們將長木板傾斜一定角度，應(yīng)該等于 此時物體在斜面上受到

3、的合外力為0。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）時即可.,【處理數(shù)據(jù).探索結(jié)論】 1.用天平測出小車和砝碼的總質(zhì)量M,小盤和砝碼的總質(zhì)量m,把數(shù)值記錄下來. 2.按如圖所示把實驗器材安裝好,只是不把懸掛小盤的細繩系在車上,即不給小車施加牽引力.,3.平衡摩擦力:在長木板不帶定滑輪的一端下面墊一塊木板.反復(fù)移動木板的位置,直至小車在斜面上運動時可以保持勻速直線運動狀態(tài).這時,小車拖著紙帶運動時受到的摩擦阻力恰好與小車所受的重力在斜面方向上的分力平衡. 4.把細繩系在小車上并繞過滑輪懸掛小盤,先接通電源再放開小車,打點計時器在

4、紙帶上打下一系列的點,打完點后切斷電源,取下紙帶,在紙帶上標上紙帶號碼。,5.保持小車和砝碼的質(zhì)量不變,在小盤里放入適量的砝碼,把小盤和砝碼的總質(zhì)量m記錄下來,重復(fù)步驟4.在小盤內(nèi)再放入適量砝碼,記錄下小盤和砝碼的總質(zhì)量m,再重復(fù)步驟4. 6.重復(fù)步驟5兩次,得到三條紙帶. 7.在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分,標明計數(shù)點,測量計數(shù)點間的距離,算出每條紙帶上的加速度的值.,8.用縱坐標表示加速度a,橫坐標表示作用力F,作用力的大小F等于小盤和砝碼的總重力,根據(jù)實驗結(jié)果在坐標平面上畫出相應(yīng)的點,如果這些點是在一條過原點的直線上,便證明了加速度與作用力成正比. 9.保持小盤和砝碼的質(zhì)量不變,在

5、小車上加砝碼,重復(fù)上面的實驗,用縱坐標表示加速度a,橫坐標表示小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù),根據(jù)實驗結(jié)果在坐標平面上畫出相應(yīng)的點.如果這些點是在一條過原點的直線上,就證明了加速度與質(zhì)量成反比.,【注意事項】 1.一定要做好平衡摩擦力的工作,也就是調(diào)出一個合適的斜面,使小車的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車受到的摩擦阻力.在平衡摩擦力時,不要把懸掛小盤的細線系在小車上,即不要給小車加任何牽引力,并要讓小車拖著打點的紙帶運動. 2.實驗步驟2、3不需要重復(fù),即整個實驗平衡了摩擦力后,不管以后是改變小盤和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量,都不需要重新平衡摩擦力.,3.每條紙帶必須在滿足小車與車上所

6、加砝碼的總質(zhì)量遠大于小盤和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出.只有如此,小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力. 4.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,并應(yīng)先接通電源,再放開小車,且應(yīng)在小車到達滑輪前按住小車. 5.作圖象時,要使盡可能多的點分布在所作直線上,直線外的點應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線兩側(cè). 6.作圖時兩軸標度比例要選擇適當,各量須采用國際單位.這樣作圖線時,坐標點間距不至于過密,誤差會小些.,1.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。,采用控制變量法驗證牛頓第二定律,實驗數(shù)據(jù)的

7、記錄處理：,2.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)記錄處理,實驗方案二：,實驗器材：小車、一端帶滑輪的長木板、粗線、砝碼、小盤、天平、刻度尺、寬口夾子。,實驗原理: 在實驗中，我們可以根據(jù)兩個小車的運動時間相同，結(jié)合 運動學(xué)公式, 得到加速度的比值等于運動位移 的比值，在實驗中我們就可以不必求出加速度而是直接求 位移的比就可以表示加速度的比值關(guān)系，從而使實驗數(shù)據(jù) 的處理變得簡單、直觀。,實驗數(shù)據(jù)處理,1.加速度與力的關(guān)系（保持小車質(zhì)量不變）,2.加速度與質(zhì)量的關(guān)系（保持拉力不變）,探究實驗結(jié)

8、論： 物體的加速度和物體所受到的合外力有什么關(guān)系？和自身的質(zhì)量有什么關(guān)系？,例題1.如果 圖象是通過原點的一條直線，則說明（ ） A物體的加速度a與質(zhì)量m成正比 B物體的加速度a與質(zhì)量m成反比 C物體的質(zhì)量m與加速度a成正比 D物體的質(zhì)量m與加速度a成反比,B,例題2.物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù).實驗裝置如圖所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端裝有定滑輪;木板上有一滑塊,其一端與電磁打點計時器的紙帶相連,另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接.打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz.開始實驗時,在托盤中放入適量砝碼,滑塊開始做勻加速運動,在紙帶上打出一系列

9、小點.,(1)下圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分,0.1.2.3.4.5.6.7是計數(shù)點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點(圖中未標出),計數(shù)點間的距離如圖所示.根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度a=_.(保留三位有效數(shù)字).,(2)回答下列兩個問題: 為測量動摩擦因數(shù),下列物理量中還應(yīng)測量的有_.(填入所選物理量前的字母) A.木板的長度L B.木板的質(zhì)量m1 C.滑塊的質(zhì)量m2 D.托盤和砝碼的總質(zhì)量m3 E.滑塊運動的時間t 測量中所選定的物理量時需要的實驗器材是_. (3)滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)=_(用被測物理量的字母表示,重力加速度為g).與真實值相比,測量的動摩擦因數(shù)_(填“偏大”或“偏

10、小”).寫出支持你的看法的一個論據(jù):_.,解析:(1)a= 0.497 m/s2 (2)要測動摩擦因數(shù),就要測出滑塊受的拉力和滑塊質(zhì)量;測質(zhì)量就需要天平. (3)根據(jù)牛頓第二定律m3g-m2g=(m2+m3)a 得= 這樣測出的動摩擦因數(shù)比真實值偏大,因為紙帶和打點計時器間還有摩擦,計算時忽略掉,導(dǎo)致結(jié)果偏大.,1.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，關(guān)于平 衡摩擦力的說法中正確的是( ) A.“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是讓小車受到的摩擦力為零 B.“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車所受的重力沿斜面 方向的分力與所受到的摩擦阻力相平衡 C.“平衡摩擦力”的目的就是要使小車所受的合力等于 所掛砝碼

11、通過細繩和滑輪對小車施加的拉力 D.“平衡摩擦力”是否成功，可根據(jù)小車拖動的由打點 計時器打出的紙帶上的點跡間距是否均勻來確定,BCD,2.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中備有下列器材： A.打點計時器;B.天平;C.秒表;D.低壓交流電源;E.電池;F.紙帶;G.細繩、砝碼、小車、小盤；H.薄木板;I.裝有細砂的小桶 其中多余的器材是_； 缺少的器材是_. 【解析】多余的器材是秒表、電池；缺少的是刻度尺、一端帶滑輪的長木板. 答案：C、E 刻度尺、一端帶滑輪的長木板,3. (2012宜賓高一檢測)在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，計算出各紙帶的加速度后，將測得的反映加速度a

12、和力F關(guān)系的有關(guān)資料記錄在表一中.將測得的反映加速度a和質(zhì)量M關(guān)系的有關(guān)資料記錄在表二中.,表一,(1)根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)，分別畫出a-F圖象和a- 圖象. (2)由圖象可以判定：當M一定時，a與F的關(guān)系為_ _；當F一定時，a與M的關(guān)系為_.,表二,【解析】本題主要考查本實驗的數(shù)據(jù)處理問題以及結(jié)合 圖表綜合分析問題的能力. （1）分別畫出a-F與a- 的坐標，按表中數(shù)據(jù)進行描 點，作一直線，使直線經(jīng)過大多數(shù)點即可得到圖象，如 圖甲、乙所示.,（2）由于圖線為直線，所以a與F成正比，a與M成反比. 答案：（1）見解析圖 (2)正比關(guān)系 反比關(guān)系,4.在“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實驗中 (1)某小組得到一條打點的紙帶,相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T,且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出,如圖所示,計算D點的瞬時速