4.2探究加速度与力、质量的关系.ppt

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
m
F1
m
F2
F1<F2
m2
F
m1<m2
m1
F
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
保持m不变,改变F,测出a,探究a与F的关系
保持F不变,改变m,测出a,探究a与m的关系
用、、、、
、、、砝码、钩码、刻度尺、天平为器材,研究小车运动。
实验方案
注意:①平衡摩擦力;②盘和砝码的质量m'要比小车的质量m小得多(m'是m的十几分之一,最多不超过1/6)
砝码盘
小车
桌面
小木块
纸带
打点计时器
小木块
小车
打点计时器
纸带
一端带滑轮的长木板
细线
砝码盘
如何根据纸带上的点算出加速度?
由
此次取五个计数点
实验步骤
①用天平测出小车质量和砝码盘质量
②组装器材,平衡摩擦力
③悬挂砝码盘并加砝码,使小车靠近打点计时器。接通电源,放开小车,用纸带记录小车的运动情况。逐次增加砝码盘中砝码的质量再重复做四次
④计算每次小车的加速度a和所受到的力F,绘出a-F图像,得出结论
⑤保持砝码盘中砝码的质量不变,逐次增加小车上的砝码,再重复做四次,计算每次小车的加速度a和质量m,绘出a-1/m图像,得出结论。
①探究加速度与力的关系
保持小车的质量m不变,测量小车在不同的力作用下的加速度,分析加速度与力的关系
小车(含砝码)质量m= g,砝码盘质量 g
F/ N
a/(m/s -2)





0





①探究加速度与力的关系
如何更直观地处理数据?
②探究加速度与质量的关系
保持小车所受的力相同,测量不同小车质量m的在该力作用下的a,分析a与m的关系
砝码盘上砝码质量 g
m/ kg
a/(m/s 2)





0
a/(m·s -2)





0
/kg -1
m
1
②探究加速度与质量的关系
m
1





实验结论:
(注意:这里的力指的是物体所受的合外力)
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:
牛顿第二定律(Newton second law)
通过大量的实验和观测到的事实都反映出物体的加速度与它所受的力成正比,与它的质量成反比的规律,牛顿总结得出:
物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。——牛顿第二定律
F=kma
比例系数