42《实验：探究加速度与力、质量的关系》2

第 四 章 牛 顿 运 动 定 律 4.2 实 验 ： 探 究 加 速 度 与 力 、 质 量 的 关 系 1、 力 2、 质 量总 结 ： 影 响 加 速 度 的 因 素 ： “ a” 与 “ F” 、 “ m” 二 个 物 理 量 均 有 关 系 ， 应 该 采 用 什 么 方 法 研 究 ？实 验 的 探 究 思 路 确 定 为 两 个 方 面 ：一 是 保 证 质 量 不 变 ， 探 究 加 速 度 与 外 力 的 关 系 ；二 是 保 证 外 力 不 变 ， 探 究 加 速 度 与 质 量 的 关 系 。一 、 研 究 方 法实 验 探 究 思 考质 量 、 力 与 加 速 度 分 别 如 何 测 量 ？ 质 量 天 平 恒 力 ？加 速 度 ？ 存在问题：1. 怎样测量（或比较）物体的加速度？ 存在问题：1. 怎样测量（或比较）物体的加速度？方 法 1: 在 物 体 上 安 装 一 条 打 点 记 时 器 的 纸 带 , 根 据 纸 带 的 点 计 算 加 速 度 。 存在问题：1. 怎样测量（或比较）物体的加速度？方 法 1: 在 物 体 上 安 装 一 条 打 点 记 时 器 的 纸 带 , 根 据 纸 带 的 点 计 算 加 速 度 方 法 2: 利 用 刻 度 尺 测 量 位 移 并 用 秒 表 测 量 时 间 , 然 后 利 用 公 式 2t2xa 方 法 3: 由 运 动 学 公 式 可知 ， 相 同 时 间 的 位 移 跟 加 速 度 成 正 比 。 于是 我 们 可 以 通 过 比 较 物 体 运 动 位 移 来 判 定加 速 度 的 变 化 情 况 。 这 样 就 把 加 速 度 与 外力 以 及 质 量 的 关 系 转 变 成 了 位 移 与 外 力 以及 质 量 的 关 系 。 而 测 量 位 移 相 对 加 速 度 就简 单 多 了 。 2at21x 2. 怎样提供和测量物体所受的恒力? A： 利 用 弹 簧 测 力 计 , 然 后 用 手 拉 ?2. 怎样提供和测量物体所受的恒力? A： 利 用 弹 簧 测 力 计 , 然 后 用 手 拉 ?2. 怎样提供和测量物体所受的恒力?B： 利 用 重 物 来 牵 引 ? 例 1、 如 图 一 个 木 块 正 在 倾 角 为 为 的 三 角 斜 面 上 匀 速 下 滑 ， 试 求 斜 面 的 动 摩 擦 因 数 。问 2： 如 果 此 时 给 物 体 加 上 一 个 沿 斜 面 向 下 的 力 F， 那 物 体 现 在 受 到 的 合 外 力 是 多 少 ？ N G cosG sin GNmg cos tancossincossin mgNmg 3、 如 何 来 平 衡 摩 擦 力 ？ 我 们 将 长 木 板 倾 斜 一 定 角 度 ， 应该 等 于 arctan这 么 准 确 ， 做 实 验 时 肯 定 无 法 这 么 准 确 ，我 们 只 要 把 木 板 倾 斜 到 物 体 在 斜 面 上 大致 能 够 匀 速 下 滑 （ 可 以 根 据 纸 带 上 的 点来 判 断 ） ， 此 时 物 体 在 斜 面 上受 到 的 合 外 力 为 0。 做 实 验 时 肯 定 无 法 实验器材：1. 提 供 恒 定 力 的 ： 钩 码2. 研 究 的 物 体 ： 小 车3. 测 量 位 移 的 工 具 ： 直 尺5. 辅 助 器 材 ： 带 滑 轮 的 长 木 板 ， 细 绳 ， 砝 码4. 测 量 时 间 的 工 具 ： 打 点 计 时 器 实 验 装 置图 A、 加 速 度 与 合 外 力 的 关 系 实 验 基 本 思 路 ： 保 持 物 体 的 质 量 不 变 ， 测 量 物 体在 不 同 的 合 力 作 用 下 物 体 的 加 速 度 ， 分 析 加 速 度与 合 外 力 的 关 系 。 B、 加 速 度 与 质 量 的 关 系 :实 验 的 基 本 思 路 ： 保 持 物 体 所 受 的 合 外 力 相 同 ，测 量 不 同 质 量 的 物 体 在 该 力 的 作 用 下 的 加 速 度 ，分 析 加 速 度 与 质 量 的 关 系 。 实 验 结 论 物 体 的 加 速 度 与 作 用 在 物 体 上 的 合 外 力成 正 比 ， 与 物 体 的 质 量 成 反 比 。 F Na/ms -20.150.300.450.600.750 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5当小车质量不变时次数F/N a/m s -212345 0.10 0.1460.20 0.3020.30 0.4280.40 0.5920.50 0.751 m kga/ms -20.20.40.60.81.00 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2-5 1 0 1 5 2 0 2 5 /kg -1m1当拉力不变时次数m/kg a/m s -212345 /kg -12.502.001.331.000.83m 10.400 0.8610.500 0.6920.750 0.4701.000 0.3521.200 0.290 一 句 话 ， 物 理 学 的 规 律 不 是 通 过 有 限 的 几 个 实验 “ 归 纳 ” 出 来 的 ， 本 节 实 验 只 是 让 我 们 对 于 自 然规 律 的 探 究 有 所 体 验 。 有 了 这 样 的 认 识 ， 就 大 可 不 必 因 为 数 据 与 书 本不 一 致 而 苦 恼 ， 更 不 能 随 意 更 改 记 录 去 “ 凑 数 ” ，也 许 ， 这 样 的 差 异 孕 育 着 新 的 发 现 ， 或 至 少 能 检 验出 你 的 错 误 。 我 们 的 责 任 是 忠 实 地 记 录 一 切 原 始 数据