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1、,2,实验：探究加速度与力、质量的关系,物理必修1 第四章 牛顿运动定律,1,教资优选,力是维持物体运动的原因吗?,力的作用是什么?,力的作用是改变物体的运动状态,描述物体运动状态的物理量是:,速度,2,教资优选,运动状态变化的快慢实质就是速度变化的快慢,用什么物理量来描述运动状态变化的快慢?,加速度,3,教资优选,牛顿第一定律,从牛顿第一定律你能做出那些思考？,物体运动状态改变的原因是什么,运动状态变化,速度变化,加速度,力,力是产生加速度的原因,4,教资优选,物体的加速度与什么因素有关?,5,教资优选,演示,强大的发动机,提供很大的牵引力,尽量轻的车身,6,教资优选,物体的加速度a 可能和
2、哪些因素有关?,思考,F1F2,m1m2,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力,7,教资优选,加速度a与力F 、质量m 存在怎样的定量关系呢?,8,教资优选,应该采用什么样的物理方法 来研究 a与F、m的定量关系呢? 保持m不变，研究a 与F的关系; 保持F不变，研究a与m的关系。,研究方法：控制变量法,一、确定研究方法:,9,教资优选,问题3：,质量、力与加速度分别如何测量？,质量天平,力钩码重力（近似）,加速度？,10,教资优选,怎样来比较物体运动的加速度的大小呢？ 研究对象小车的
3、加速度a是根据初速度为零的匀加速直线运动公式X=at2/2 ，t相同时，通过比较X的大小来比较a的大小,11,教资优选,若vo=0 由x= at2/2 有：,a1/a2=x1/x2,12,教资优选,方案一：以小车、一端带滑轮的长木板、粗线、砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口夹子为实验器材，研究小车的运动。,实验方案,注意:只有当盘和砝码的总质量远小于小车的质量时,小车所受拉力才近似等于盘和砝码的总重力.,13,教资优选,实验方案,保持 m不变,保持 F不变,14,教资优选,供参考二：,15,教资优选,供参考二：,16,教资优选,F2 /F1,x2/x1,0,探究加速度与力的关系,F,a,17,教资
4、优选,x2/x1,0,探究加速度与质量的关系,M2 / M1,M1 / M2,a,18,教资优选,加速度 a 与合外力 F 的关系,实验设计,保持物体质量不变，改变物体所受外力，分析加速度 a 与外力 F 的关系,问题1,如何测量加速度？,问题2,如何测量小车受到的拉力？,问题3,如何减小摩擦力的影响？,19,教资优选,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。,其他方案,钩码的总重力G当作小车受到的拉力F,从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a,用天平测出小车的质量m,20,教资优选,供参考二：,21,教资优选,气垫导轨装置,
5、你是否还有其他的实验方案?,22,教资优选,23,教资优选,当钩码的质量远小于小车的质量时，小车与木板间的摩擦阻力就不能忽略了,这个问题如何解决？,平衡摩擦力问题,24,教资优选,某同学根据测量数据画出a-F图线，表明实验中的问题是:,没有平衡掉摩擦力,25,教资优选,m,1、要平衡小车的摩擦力; 2、拉小车的钩码质量应远小于小车的质量; 3、图象法处理实验数据技巧.,课堂小结,26,教资优选,加速度a与所受合力F的定量关系,实验： 保持两小车的质量m相等，改变拉力（如F1为F2两倍）比较其在相等时间t内通过的位移S1和S2。 结论： 相等时间t内S1为S2两倍即： a1为a2两倍,27,教资
6、优选,加速度a与质量m的定量关系,实验： 保持两小车的拉力F相等，改变小车的质量（如m1为m2两倍）比较其在相等时间t内通过的位移S1和S2。 结论： 相等时间t内S2为S1两倍即： a2为a1两倍,28,教资优选,牛顿第二定律,用F表示物体所受合力的大小，a表示物体获得的加速度大小，m表示物体的质量，则：,物体的加速度a跟所受合外力F成正比，跟物体的质量m成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同,29,教资优选,牛顿第二定律的数学表达式,质量为的物体，获得/2的加速度时，受到的合外力为k值,若F定为,30,教资优选,牛顿第二定律的理解,同体性： 公式中、必须是同一研究对象 正比性： a与合外力F成正比，与质量m成反比 矢量性： a与合外力F的方向始终相同 瞬时性： a和合外力F是瞬时对应关系，某一时刻的力决定了这一时刻的加速度，如合外力F随时间变化，a也随时间变化，只有合外力F恒定时，a才恒定，物体才做匀变速运动。,31,教资优选,一、滑块质量不变时的实验数据滑块质量,32,教资优选,二、滑块所受拉力不变时的实验数据 F= N,33,教资优选,