第二节、实验：探究加速度与力、质量的关系

.,1,第四章、牛顿第二定律,第二节、实脸：探究加速度与力、质量的关系,提问：,说明：在地面滑行的物体，为什么会慢慢地停下来。,什么是惯性？它和什么因素有关？,图4.2一1竟赛用汽车的质量不很大，却安装着强大的发动机，可以获得很大的加速度。,.,2,第四章、牛顿第二定律,有外力作用,力是产生加速度的原因,力越大,加速度越大,.,3,第四章、牛顿第二定律,物体质量越大,质量是物体惯性大小的量度,.,4,第四章、牛顿第二定律,F,m,a,?,一.探究思路,控制变量法,.,5,第四章、牛顿第二定律,m一定，研究a与F的关系,F一定，研究a与m的关系,F,1、加速度和力的关系：,控制m不变，改变物体受力（合外力），,若以a为纵坐标、F为横坐标，根据各组数据,如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比，,m,、加速度和质量的关系,控制F不变，改变物体质量m,若以a为纵坐标、m为横坐标，根据各组数据,根据我们的经验，在相同力的作用下，质量m越大，加速度a越小。,可能是“a与m成反比”，,.,8,第四章、牛顿第二定律,如何设计探究实验方案?,.,9,第四章、牛顿第二定律,3.制定实验方案时的两个问题,这个实验需要测量的物理量有三个：物体的加速度、物体所受的力、物体的质量。,怎样测量（或比较）物体的加速度.,质量可以用天平测量,.,10,第四章、牛顿第二定律,可以在运动物体上安装一条打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度。,怎样测量（或比较）物体的加速度.,.,11,第四章、牛顿第二定律,方案二,.,12,第四章、牛顿第二定律,因为我们探究的是加速度与其他量之间的比例关系。因此，测量不同情况下（即不同受力时、不同质量时）物体加速度的比值，就可以了.,2.怎样提供和测量物体所受的恒力,两个相同的小车放在光滑水平板上，,增减小盘中的祛码就可以改变小车受到的合力。,实验,.,15,第四章、牛顿第二定律,对探究过程的反思,1.在实验中，小车包括砝码的质量为什么要远大于砂和砂桶的总质量。,2.实验前为什么要平衡摩擦力？应当如何平衡摩擦力？,3.a-F图线出现截距的原因和调整方法是什么？,3、牛顿第二定律：,物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。,表达式：,或,力的单位：若m=1kga=1m/s2则：F为1N,如果都用国际单位制中的单位，就可以使k=1,公式则简化为：,定律具有矢量性、瞬时性,即：1N=1kg.m/s2,(1)定律中各物理量的意义及关系：F合是物体(研究对象)所受的合外力，m是研究对象的质量，如果研究对象是几个物体，则m为几个物体的质量和。a为研究对象在合力F合作用下产生的加速度；a与F合的方向一致。,(2)定律的物理意义：从定律可看到：一物体所受合外力恒定时，加速度也恒定不变，物体做匀变速直线运动；合外力随时间改变时，加速度也随时间改变；合外力为零时，加速度也为零，物体就处于静止或匀速直线运动状态。,牛顿第二定律只适用低速，宏观物体.高速微观粒子不适用.,牛顿第二定律适用范围:,1.从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？,答：没有矛盾，由公式F=ma看，F合为合外力，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，这个力应是合外力。现用力提一很重的物体时，物体仍静止，说明合外力为零。由受力分析可知F+N-mg=0。,2.对一个静止的物体施加一个力，物体一定做加速运动，对吗？,巩固练习,3.下面哪些说法不对？为什么？A物体所受合外力越大，加速度越大。B物体所受合外力越大，速度越大。C物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。D物体的加速度大小不变一定受恒力作用。,根据牛顿第二定律，物体受的合外力决定了物体的加速度。而加速度大小和速度大小无关。所以，B说法错误。,解答：A是正确的,物体做匀加速运动说明加速度方向与速度方向一致。当合外力减小但方向不变时，加速度减小但方向也不变，所以物体仍然做加速运动，速度增加。C说法错误。,当加速度的大小不变时，合外力的大小也不变，一但方向改变，合力的方向也改变，就不是恒力。故D也是错的,4.质量为m=2kg的物体静止在水平面，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，现对物体施加与水平面成370斜向上的拉力F=20N，则物体将做什么运动？,解：以物体为研究