2实验探究加速度与力、质量的关系

2 实验：探究加速度与力、质量的关系,思考几,个,个问题,1.探究实,验,验中提,到,到的力,，,，其内,涵,涵是什,么,么？,2.如果一,个,个静止,的,的物体,受,受到不,为,为零的,合,合外力,会,会怎样,运,运动？,3.物体运,动,动状态,的,的改变,是,是什么,原,原因？,质,质量对,物,物体的,运,运动状,态,态的改,变,变有影,响,响吗？,4.加速度,与,与哪些,因,因素有,关,关？,我们身,边,边的运,动,动状态,变,变化:,1.对同一,辆,辆车，,启,启动时,从,从不同,档,档启动,快,快慢为,什,什么不,一,一样？,2.动力车,正,正常行,驶,驶比小,汽,汽车要,快,快，但,启,启动过,程,程为什,么,么比小,汽,汽车慢,得,得多呢,？,？,3.在书本,上,上撒一,些,些碎纸,片,片，先,轻,轻轻吹,，,，再用,力,力吹，,观,观察到,什,什么现,象,象？,4.在书本,上,上撒一,些,些碎纸,片,片和一,些,些小石,子,子，用,力,力吹，,观,观察到,什,什么现,象,象？,探究方,案,案一：,实验装,置,置图,【实验器,材,材】,小车、,打,打点计,时,时器、,纸,纸带、,一,一端带,滑,滑轮的,长,长木板,、,、细线,、,、砝码,（,（钩码,）,）、小,盘,盘、刻,度,度尺、,天,天平,1.小车质,量,量的测,量,量用.,2.打点计,时,时器的,用,用途是,：,：,打出纸,带,带，测,量,量计算,小,小车的,加,加速度.,天平,【实验提,醒,醒】,3.绳拉小,车,车的力,是,是不是,小,小车受,到,到的合,外,外力？,将木板,的,的一端,稍,稍作垫,高,高，使,小,小车匀,速,速下滑,，,，此时,小,小车的,合,合外力,多,多大?,4.绳子的,拉,拉力等,于,于砝码,的,的重量,吗,吗？为,什,什么？,不等于,！,！因为,砝,砝码向,下,下加速,，,，所以,绳,绳子的,拉,拉力小,于,于砝码的重,力,力.,5.什么情,况,况下砝,码,码重力,可,可以近,似,似等于,绳,绳子拉,力,力即小,车,车所受,的,的合外,力,力？,当砝码,质,质量比,小,小车质,量,量小得,多,多时，,绳,绳子的,拉,拉力近,似,似等于,砝,砝码的,重,重力，,即,即小车,受,受到的,合,合外力,近,近似等,于,于砝码,的,的重力.,6.如何来,平,平衡摩,擦,擦力？,我们将,长,长木板,倾,倾斜一,定,定角度，应该等,于,于,此时物,体,体在斜,面,面上受,到,到的合,外,外力为0。做实,验,验时肯,定,定无法,这么准,确,确，我,们,们只要,把,把木板,倾,倾斜到,物,物体在,斜,斜面上,大,大致能,够,够,匀速下,滑,滑（可,以,以根据,纸,纸带上,的,的点来,判,判断）,时,时即可.,【处理数,据,据.探索结,论,论】,1.用天平,测,测出小,车,车和砝,码,码的总,质,质量M,小盘和,砝,砝码的,总,总质量m,把数值,记,记录下,来,来.,2.按如图,所,所示把,实,实验器,材,材安装,好,好,只是不,把,把悬挂,小,小盘的,细,细绳系,在,在车上,即不给,小,小车施,加,加牵引,力,力.,3.平衡摩,擦,擦力:在长木,板,板不带,定,定滑轮,的,的一端,下,下面垫,一,一块木,板,板.反复移,动,动木板,的,的位置,直至小,车,车在斜,面,面上运,动,动时可,以,以保持,匀,匀速直,线,线运动,状,状态.这时,小车拖,着,着纸带,运,运动时,受,受到的,摩,摩擦阻,力,力恰好,与,与小车,所,所受的,重,重力在,斜,斜面方,向,向上的,分,分力平,衡,衡.,4.把细绳,系,系在小,车,车上并,绕,绕过滑,轮,轮悬挂,小,小盘,先接通,电,电源再,放,放开小,车,车,打点计,时,时器在,纸,纸带上,打,打下一,系,系列的,点,点,打完点,后,后切断,电,电源,取下纸,带,带,在纸带,上,上标上,纸,纸带号,码,码。,5.保持小,车,车和砝,码,码的质,量,量不变,在小盘,里,里放入,适,适量的,砝,砝码,把小盘,和,和砝码,的,的总质,量,量m记录下,来,来,重复步,骤,骤4.在小盘,内,内再放,入,入适量,砝,砝码,记录下,小,小盘和,砝,砝码的,总,总质量m,再重复,步,步骤4.,6.重复步,骤,骤5两次,得到三,条,条纸带.,7.在每条,纸,纸带上,都,都选取,一,一段比,较,较理想,的,的部分,标明计,数,数点,测量计,数,数点间,的,的距离,算出每,条,条纸带,上,上的加,速,速度的,值,值.,8.用纵坐,标,标表示,加,加速度a,横坐标,表,表示作,用,用力F,作用力,的,的大小F等于小,盘,盘和砝,码,码的总,重,重力,根据实,验,验结果,在,在坐标,平,平面上,画,画出相,应,应的点,如果这,些,些点是,在,在一条,过,过原点,的,的直线,上,上,便证明,了,了加速,度,度与作,用,用力成,正,正比.,9.保持小,盘,盘和砝,码,码的质,量,量不变,在小车,上,上加砝,码,码,重复上,面,面的实,验,验,用纵坐,标,标表示加速度a,横坐标,表,表示小,车,车和砝,码,码总质,量,量的倒,数,数,根据实,验,验结果,在,在坐标,平,平面上,画,画出相,应,应的点.如果这,些,些点是,在,在一条,过,过原点,的,的直线,上,上,就证明,了,了加速,度,度与质,量,量成反,比,比.,【注意事,项,项】,1.一定要,做,做好平,衡,衡摩擦,力,力的工,作,作,也就是,调,调出一,个,个合适,的,的斜面,使小车,的,的重力,沿,沿着斜,面,面方向,的,的分力,正,正好平,衡,衡小车,受,受到的,摩,摩擦阻,力,力.在平衡,摩,摩擦力,时,时,不要把,悬,悬挂小,盘,盘的细,线,线系在,小,小车上,即不要,给,给小车,加,加任何,牵,牵引力,并要让,小,小车拖,着,着打点,的,的纸带,运,运动.,2.实验步,骤,骤2、3不需要,重,重复,即整个,实,实验平,衡,衡了摩,擦,擦力后,不管以,后,后是改,变,变小盘,和,和砝码,的,的总质,量,量还是,改,改变小,车,车和砝,码,码的总,质,质量,都不需,要,要重新,平,平衡摩,擦,擦力.,3.每条纸,带,带必须,在,在满足,小,小车与,车,车上所,加,加砝码,的,的总质,量,量远大,于,于小盘,和,和砝码,的,的总质,量,量的条,件,件下打,出,出.只有如,此,此,小盘和,砝,砝码的,总,总重力,才,才可视,为,为小车,受,受到的,拉,拉力.,4.改变拉,力,力和小,车,车质量,后,后,每次开,始,始时小,车,车应尽,量,量靠近,打,打点计,时,时器,并应先,接,接通电,源,源,再放开,小,小车,且应在,小,小车到,达,达滑轮,前,前按住,小,小车.,5.作图象,时,时,要使尽,可,可能多,的,的点分,布,布在所,作,作直线,上,上,直线外,的,的点应,尽,尽可能,对,对称分,布,布在所,作,作直线,两,两侧.,6.作图时,两,两轴标,度,度比例,要,要选择,适,适当,各量须,采,采用国,际,际单位.这样作,图,图线时,坐标点,间,间距不,至,至于过,密,密,误差会,小,小些.,1.加速度,与,与合外,力,力的关,系,系,实验基,本,本思路,：,：保持物,体,体的质,量,量,不变，,测,测量物,体,体在不,同,同的合,力,力作,用下物,体,体的加,速,速度，,分,分析加,速,速度,与合外,力,力的关,系,系。,采用控,制,制变量,法,法验证,牛,牛顿第,二,二定律,实验数,据,据的记,录,录处理,：,：,F/N,a/m,s,-2,0,实验数据,实验次数,a,F,第一次,第二次,第三次,2.加速度,与,与质量,的,的关系,实验的,基,基本思,路,路：保持物,体,体所受,的,的合外,力,力相同,，,，测量,不,不同质,量,量的物,体,体在该,力,力的作,用,用下的,加,加速度,，,，分析,加,加速度,与,与质量,的,的关系,。,。,实验数,据,据记录,处,处理,实验数据,实验次数,a,M,第一次,第二次,第三次,1/M,a/m,.,s,-2,0,实验方,案,案二：,实验器,材,材：小车、,一,一端带,滑,滑轮的,长,长木板,、,、粗线,、,、砝码,、,、小盘,、,、天平,、,、刻度,尺,尺、宽,口,口夹子,。,。,实验原,理,理:,在实验,中,中，我,们,们可以,根,根据两,个,个小车,的,的运动,时,时间相,同,同，结,合,合,运动学,公,公式,得到加,速,速度的,比,比值等,于,于运动,位,位移,的比值,，,，在实,验,验中我,们,们就可,以,以不必,求,求出加,速,速度而,是,是直接,求,求,位移的,比,比就可,以,以表示,加,加速度,的,的比值,关,关系，,从,从而使,实,实验数,据,据,的处理,变,变得简,单,单、直,观,观。,实验数,据,据处理,F,1,/F,2,x,1,/x,2,0,1.加速度,与,与力的,关,关系（,保,保持小,车,车质量,不,不变）,次数,1,2,3,4,次数,1,2,3,4,M,2,/M,1,x,1,/x,2,0,2.加速度,与,与质量,的,的关系,（,（保持,拉,拉力不,变,变）,探究实,验,验结论,：,：,物体的,加,加速度,和,和物体,所,所受到,的,的合外,力,力有什,么,么关系,？,？和自,身,身的质,量,量有什,么,么关系,？,？,例题1.如果,图,图象是,通,通过原,点,点的一,条,条直线,，,，则说,明,明（,）,）,A物体,的,的加速,度,度a与质量m成正比,B物体,的,的加速,度,度a与质量m成反比,C物体,的,的质量m与加速,度,度a成正比,D物体,的,的质量m与加速,度,度a成反比,B,例题2.物理小,组,组在一,次,次探究,活,活动中,测,测量滑,块,块与木,板,板之间,的,的动摩,擦,擦因数.实验装,置,置如图,所,所示,一表面,粗,粗糙的,木,木板固,定,定在水,平,平桌面,上,上,一端装,有,有定滑,轮,轮;木板上,有,有一滑,块,块,其一端,与,与电磁,打,打点计,时,时器的,纸,纸带相,连,连,另一端,通,通过跨,过,过定滑,轮,轮的细,线,线与托,盘,盘连接.打点计,时,时器使,用,用的交,流,流电源,的,的频率,为,为50Hz.开始实,验,验时,在托盘,中,中放入,适,适量砝,码,码,滑块开,始,始做匀,加,加速运,动,动,在纸带,上,上打出,一,一系列,小,小点.,(1)下图给,出,出的是,实,实验中,获,获取的,一,一条纸,带,带的一,部,部分,0.1.2,.,.3.4.5,.,.6.7是计数,点,点,每相邻,两,两计数,点,点间还,有,有4个打点(图中未,标,标出),计数点,间,间的距,离,离如图,所,所示.根据图,中,中数据,计,计算的,加,加速度a=_,_,_,_,_,.,.(保留三,位,位有效,数,数字).,(2)回答下,列,列两个,问,问题:,为测量,动,动摩擦,因,因数,下列物,理,理量中,还,还应测,量,量的有_,_,_.,(,(填入所,选,选物理,量,量前的,字,字母),A.木板的,长,长度LB.木板的,质,质量m1C.滑块的,质,质量m2,D.托盘和,砝,砝码的,总,总质量m3E.滑块运,动,动的时,间,间t,测量,中,中所选,定,定的物,理,理量时,需,需要的,实,实验器,材,材是_,_,_.,(3)滑块与,木,木板间,的,的动摩,擦,擦因数=_,_,_,_,_(用被测,物,物理量,的,的字母,表,表示,重力加,速,速度为g).与真实,值,值相比,测量的,动,动摩擦,因,因数_,_,_(填“偏,大,大”或,“,“偏小,”,”).写出支,持,持你的,看,看法的,一,一个论,据,据:_,_,_,.,.,解析:(1)a=0.497m/s2,(2),要测动,摩,摩擦因,数,数,就要测,出,出滑块,受,受的拉,力,力和滑,块,块质量;测质量,就,就需要,天,天平.,(3)根据牛,顿,顿第二,定,定律m3g-m2g=(m2+m3)a,得=,这样测,出,出的动,摩,摩擦因