实验探究加速度与力质量的关系

第四章牛顿运动定律2、实验：探究加速度与力、质量的关系物体的加速度a可能和哪些因素有关？思考mF1mF2F1<F2m2Fm1<m2m1F结论：当物体质量一定时，物体的加速度随着力的增大而增大。结论：当力的大小一定时，物体的加速度随着质量的增大而减小。注意：这里的力指的是物体所受的合外力控制变量法实验方案质量保持不变合外力保持不变1、探究加速度a与力的关系（忽略一切摩擦力）F=mgMF=mgMF=mgMF=mgMF=mgMF=mgMMF=mgSS结论：重新演示F=2mgMF=2mgMF=2mgMF=2mgMMF=2mgM2s2sF=2mgM结论：重新演示比较以上两个实验，得：因此：所以：∝F因为：当物体质量M不变时，2、探究加速度a与质量的关系（忽略一切摩擦力）F=2mgMF=2mgMF=2mgMF=2mgMF=2mgMF=2mgMMF=2mgM2s2sF=2mgM结论：重新演示F=2mg2MF=2mg2MF=2mg2MF=2mg2MF=2mg2MF=2mg2MF=2mg2MSS结论：重新演示比较以上两个实验，得：因此：所以：∝因为：当F一定时，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数据处理：加速度与力的关系如何更直观地处理数据？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数据处理：加速度与质量的关系/kg-12.502.001.331.000.83m10.4000.8610.5000.6920.7500.4701.0000.3521.2000.290实验结论：1、m一定，加速度a与F的定量关系：2、F一定，加速度a与m的定量关系:由以上两个实验可知物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成比。a∝F—m或者F∝ma进一步可以将表达式改为：F=kma其中k为比例常数，当所有物理量均取国际单位（即：力的单位取N，质量单位取kg，加速度单位取m/s2）时：k=1，此时关系式变为：

F=ma此即为牛顿第二定律的数学表达式。Fa=—m牛顿第二定律

此前我们所讲述的是物体只受到一个力作用的情况，物体受几个力作用时，牛顿第二定律公式F=ma中的F表示合力，这样我们可以把牛顿第二定律进一步表述为：

物体的加速度跟物体所受的合力成正比，跟物体的质量成反比加速度的方向跟合力的方向相同。即F合

=ma小结:1.加速度a与F的关系:物体质量一定时,加速度a与合外力F合成正比.2.加速度a与m的关系:物体受合外力一定时,加速度a与m成反比3.牛顿第二定律的内容:物体加速度与合外力F合成正比.与质量m成反比.加速度方向与合外力方向相同.4.公式:F合=ma

【例1】某伞兵和他携带的武器质量共为

80kg，降落伞未张开时，受到的空气阻力为

25N，求伞兵在这段时间的加速度。aF

解：由牛顿第二定律

，得

分析：伞兵在降落伞未打开时，受到二个力的作用：FfG.竖直向下重力G和向上的空气阻力F，伞兵所受的合力为F=G–F,方向向下。上一页下一页退出目录

【例2】质量为2.0t的汽车以10m/s的速度行驶，在关闭发动机

5s内停下来，求汽车所受的阻力。G

解：以汽车运动方向为正方向，由加速度公式得

根据牛顿第二定律，汽车受到的阻力为vaFfFN

分析：汽车关闭发动机后只受到三个力的作用：重力G

、支持力F

和摩擦阻力F，如图所示。fN上一页下一页退出目录方案二：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平为器材，研究小车运动。方