实验加速度与力和质量的关系副本

实验：探究加速度与力、质量的关系宜昌市何老师理科教室牛一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。牛一定律，又称惯性定律；物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，称为惯性；物体的惯性只和质量有关，质量越大，惯性越大。温故知新:由牛一定律可知：物体不受外力所受合外力为零物体处于静止或匀速直线运动状态，即运动状态不变。那么设想：如果物体所受合外力不为零，则物体运动会怎样？温故知新:物体不受力时的运动情况点球守门员扑球法拉利F2003-GA赛车与著名战斗机“飓风2000”思考：物体加速度a和哪些因素有关？你是怎么知道的？第二节探究加速度与力、质量的关系实验：

心动不如行动学习目标：1、学会通过实验探究物体加速度与力、质量的关系2、在实验中掌握打点计时器的用法3、对实验数据进行科学处理对实验结果进行归纳分析1、物体受到的合外力不为零是物体产生加速度的原因，即力是物体产生加速度的原因。回忆分析2、质量也将决定物体加速度的大小。加速度度大小小与物物体受受力大大小有有关加速度度还与与物体体质量量有关关质量一一定时时，受受力越越大，，其加加速度度越大大受力一一定时时，质质量越越小，，其加加速度度越大大。这里的的力指指物体体所受受合力力●●明确几几个问问题:1.实实验要要说明明什么么问题题?3.如如何由由实验验得出出结论论?2.怎怎么设设计这这个实实验?a与F关系系?a与m关系系?1.测测量哪哪些量量?2.怎怎么测测量?数据处处理控制一一个量量不变a、F、mm：a:F:天平打点计计时器器物体所所受的的合力研究方方法：：控制变变量法法保持物物体的的质量量不变变，测测量物物体在在不同同作用下下的加加速度度，分分析加加速度度与合合外力力的关系系。保持物物体所所受力力合外外力相相同，，测量量不同同质量的的物体体在该该力下下的加加速度度，分分析加加速度与与质量量的关关系。。制定实实验方方案、、设计计实验验小车、、打点点计时时器、、纸带带、学生电电源、、一端端带滑滑轮的的长木木板、、细线、刻刻度尺尺、天天平、、钩码码2.物物体的的质量量用＿＿＿测测量天平1.怎怎样测测量物物体的的加速速度？？3.怎怎样给给小车车提供供一个个恒定定的合合力？？实验器器材：：实验装装置图图宜昌市市何老老师（）理科科教室室例：θ平衡摩摩擦力力将长木木板不不带滑滑轮一一端适适当垫垫高，，使小车的的重力力沿斜斜面向向下的的分力力与摩摩擦力力平衡衡。怎样就就算平平衡好好摩擦擦力了了？4.如何测测定小小车受受到的的合力力？5.绳子拉拉力大大小＿＿＿＿＿?钩钩码的的重力力。小于6.什么情情况下下，绳绳子拉拉力近近似等等于钩码重重力即即小车车所受受的合合力？？理论计计算发发现：：当钩钩码质质量比比小车车质量量小很多多时（（）），，绳子子拉力力近似似等于钩码码重力力即小小车所所受的的合力力测加速速度法法方案一一：实验装装置图图方案一一：宜昌市市何老老师（）理科科教室室实验探探究1.探探究加加速度度与合合力的的关系系实验基基本思思路：：保持持小车车的质质量不不变，，测量量小车车在不不同作作用下下的加加速度度，分分析加加速度度与合合力的的关系系。做实验验、、得得数据据、填填表格格一、、作图图象、、进行行分析析、形形成结结论怎样改改变合合力？？F/Na/m·s-20.150.300.450.600.7500.10.20.30.40.5当小车质量不变时次数F/Na/m·s-2123450.100.1460.200.3020.300.4280.400.5920.500.751如何更更处理理数据据？直观地地2.探探究加加速度度与质质量的的关系系实验基基本思思路：：保持持小车车所受受合力力相同同，测测量不不同质质量的的小车车在该该力下下的加加速度度，分分析加加速度度与质质量的的关系系。做实验验、、得得数据据、填填表格格二、、作图图象、、交流流分析析、形形成结结论怎样改改变小小车的的质量量？宜昌市市何老老师（）理科科教室室m/kga/m·s-20.20.40.60.81.000.20.40.60.81.01.2a/m·s-20.20.40.60.81.000.51.01.52.02.5/kg-1m1当拉力不变时次数m/kga/m·s-212345/kg-12.502.001.331.000.83m10.4000.8610.5000.6920.7500.4701.0000.3521.2000.290实验须须知：：1.平平衡摩摩擦力力2.小小车开开始时时要靠靠近打打点计计时器器3.探探究究a与与F关关系时时，可可在小小车上上放两两个的的钩码码,F=m’gg=9.8m/s24.小小车质质量m=g，各各种钩钩码质质量看看标注注5.打打点点计计时时器器打打点点周周期期T=0.02s

心动不如行动方案案二二：：比较较法法宜昌昌市市何何老老师师（）理理科科教教室室方案案二二：以以小小车车、、一一端端带带滑滑轮轮的的长长木木板板、、粗粗线线、、砝砝码码、、钩钩码码、、天天平平、、刻刻度度尺尺、、宽宽口口夹夹子子为为实实验验器器材材，，研研究究小小车车的的运运动动。。注意意：：只只有有当当盘盘和和砝砝码码的的质质量量要要比比小小车车的的质质量量小小得得多多时时，，小小车车所所受受拉拉力力才才近近似似等等于于盘盘和和砝砝码码的的总总重重力力。。1.怎怎样样测测量量（（或或比比较较））物物体体的的加加速速度度？？2.怎怎样样提提供供和和测测量量物物体体所所受受的的拉拉力力F？1、、控控制制m相相同同，，探探讨讨加速速度度a与与F的关关系系实验验方方案案原原理理：：如图图所所示示x1x2F1F2F1,F2，，在相相同同的的时时间间内内:x1=a1t2x2=a2t2a1/a2=x1/x2测量量出出x1、、x22、、控控制制F相相同同，，探探讨讨加速速度度a与与m的关关系系宜昌昌市市何何老老师师（）理理科科教教室室保持持物物体体的的质量量不不变变，测测量量物物体体在在不不同同的的力力作作用用下下的的加加速速度度，，分分析析加加速速度度与与力力的的关关系系小车质量M=

g,小车上砝码质量m=

g,小盘质量M’=

g次数小车1小车212345位移移x1/cm位移移x2/cm(M’’+m’’2)（（g））(表表示示F2大小小)盘中中砝砝码码m’’2（g））3000105020304060盘中中砝砝码码m’’1（g））(M’’+m’’1)（（g））(表表示示F1大小小)70F2/F1x2/x10次数1234x2x1F2F1Faa1a2小车质量M=

g,小盘质量M’=

g,盘中砝码质量m’=

g次数小车1小车212345(M+m1)(M+m2)保持持物物体体所所受受的的力相相同同，测测量量不不同同质质量量的的物物体体在在该该力力作作用用下下的的加加速速度度，，分分析析加加速速度度与与质质量量的的关关系系300650车上上砝砝码码m1（g））位移移x1/cm10050150200250车上上砝砝码码m2（g））位移移x2/cm小车车1质质量量M1小车车2质质量量M2300x2/x10次数1234M2/M1x2x1M2M1M1/M2M1M2am1a1a2

小结结探究究加加速速度度与与力力、、质质量量的的关关系系1.研研究究方方法法：：2.数数据据处处理理方方法法：：3.结结论论：：控制制变变量量法法图象象法法a∝∝Fa∝∝1/m1．．整整个个实实验验平平衡衡了了摩摩擦擦力力后后，，不不管管以以后后是是改改变变小小盘盘和和砝砝码码的的质质量量还还是是改改变变小小车车和和砝砝码码的的质质量量，，都都不不需需要要重重新新平平衡衡摩摩擦擦力力．．平平衡衡摩摩擦擦力力是是指指使使小小车车所所受受动动力力(小小车车重重力力沿沿斜斜面面方方向向的的分分力力)与小车所所受阻力力(包括小小车所受受摩擦力力和打点点计时器器对小车车之后所所拖纸带带的摩擦擦力)大小相等等．平衡衡摩擦力力时，应应在小车车后拖上上纸带，，先接通通电源，，再用手手给小车车一个初初速度，，若在纸纸带上打打出的点点的间隔隔是均匀匀的，则则表明平平衡了摩摩擦力，，否则必必须重新新调整小小木板的的位置．．实验注意意事项2．平衡衡摩擦力力后，每每次实验验时必须须满足在在小车上所加加砝码的的质量远远大于砝砝码和小小盘的总总质量的条件件下进行行．只有有如此，，砝码和和小盘的的总重力才可可视为与与小车受受到的拉拉力相等等．3．改变变拉力和和小车质质量后，，每次开开始时小小车应尽尽量靠近近打点计计时器(或尽量量远离定定滑轮的的一端)，并应应先接通通电源，，再放开开小车，，且在小小车到达达定滑轮轮前应按按住小车车．4．各纸纸带的加加速度a，都应是是该纸带带的平均均加速度度．5．作图图象时，，要使尽尽可能多多的点在在所作直直线上，，不在直直线上的的点应尽尽可能对对称分布布在所作作直线的的两侧．．1．小车车质量m应比重物物的质量量m′大得多，，其原理理将在后后面的牛牛顿运动动定律的的应用中中专门讨讨论．二二者差距距越小，，图象线线性越差差．2．夹口口的密合合性能差差是造成成误差的的原因之之一．由由于小车车的质量量和速度度较大，，夹子不不易夹住住小车的的后拖线线；有些些时候夹夹子夹住住一根拖拖线，而而另一根根未被夹夹住，对对应小车车仍向前前运动，，这些都都是造成成位移误误差的原原因．3．小车车运动停停止时不不能与定定滑轮相相碰，如如果小车车碰到定定滑轮才才松手让让夹子夹夹住拖线线，则与与定滑轮轮相碰的的小车位位移偏小小，产生生误差．．误差分析析某实验小小组的几几名同学学在探究究加速度度与物体体的质量量以及外外力关系系的实验验中，当当物体的的质量一一定时，，分别根根据实验验数据画画出了不不同的实实验图象象，如下下图所示示，下列列说法中中正确的的是()A．形成成图甲的的原因是是平衡摩摩擦力时时长木板板倾角过过大B．形成成图乙的的原因是是平衡摩摩擦力时时长木板板倾角过过小C．形成成图丙的的原因是是平衡摩摩擦力时时长木板板倾角过过大D．形成成图丁的的原因是是平衡摩摩擦力时时长木板板倾角过过小【解析】根据据图象可可分析，，甲、乙乙两图中中，当外外力F＝0时加速度度a>0，则说明明F＝0时已经有有加速度度，这说明木木板倾角角过大．．木板的的倾角越越大，小小车获得得的动力力就越大大，越容容易出现现甲、乙乙两图所所对应的的情况，，因此选选项A正确．丙丙、丁两两图中，，当加速速度a＝0时外力F>0，即拉力力不为零零时加速速度却仍仍为零，，这说明明还有摩摩擦力没没有平衡衡掉，因因此木板板倾角过过小，选选项D正确．【答案】AD例4实验：在在“探究加速速度与力力、质量量的关系系”的实验中中，实验验装置如如下图(1)所所示．宜昌市何何老师（）理科教教室(1)为为验证小小车质量量M不变变时，a与F成成正比．．小车质质量M和和沙及桶桶的质量量m分别别选取下下列几组组数值：：应该用用哪组效效果会好好()A．M＝＝500g，m分别别为50g、70g、100g125gB．M＝＝500g，m分别别为20g、30g、40g、50gC．M＝＝200g，m分别别为50g、70g、100g125gD．M＝＝200g，m分别为30g、40g、50g、60g(2)有有两位同同学通过过测量作作出a－－F图象象，如上上图(2)所示示甲、乙乙中的A、B图线．试试分析：：A图线不通通过坐标标原点的的原因是是______________________________________；A图线上部弯曲曲的原因是____________________________________________；B图线在纵轴上上有截距的原原因是______________________________________．答案：(1)B(2)①没有平衡摩擦擦力或摩擦力力平衡不够②未满足沙和沙沙桶质量m远远小于小车的的质量M③平衡摩擦力时时，长木板倾倾角过大，小小车沿斜面向向下分力大于于摩擦力，使使尚未对小车车施加力时，，小车已有加加速度．解析：实验时，需要要物体的质量量远小于小车车的质量，效效果才显著．．自然界中存存在摩擦的影影响，所以，，要平衡摩擦擦力，这样画画出的应是过过原点的一条条倾斜向上的的直线．为减减小实验误差差应使M≫m，为此选B组数值误差差较小，所画画的a－F图图线就会比较较准确．规律总结：(1)实验原原理中设定为为光滑水平面面情形，所以以实验中应平平衡摩擦力，，若未平衡摩摩擦力或平衡衡不当就会带带来系统误差差．(2)实验中中若把沙和沙沙筒所受的重重力mg当做做小车和砝码码(总质量为为M)所受的的拉力，须满满足m≪M的条件，这这个条件越不不满足，所带带来的系统误误差也就越大大．2．“探究加速度与与力、质量的的关系”的实验中，用用改变沙子的的质量的办法法来改变对小小车的作用力力F，用打点计时时器测出小车车的加速度a，得出若干组组F和a