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ξ4.2 探究加速度与力、质量的关系
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· ξ1-3章：运动、力
·ξ4.1 ：牛顿第一定律
描述物体的运动状态：v、a
力是改变物体运动状态的原因,
质量大的物体运动状态不容易改变
加速度是描述物体运动状态变化快慢的物理量
如何设计实验，探究a与F、m的关系
实验思路
1.要通过实验探究什么问题？
a与F的关系？
a与m的关系？
(1)保持m不变，探究a与F的关系。
(2)保持F不变，探究a与m的关系。
控制变量法
实验思路
质量m：
F：
天平
2.怎么去设计实验？
（1）首先明确要测哪些量？
（2）怎么测这些量
如何给物体一个恒定且容易测量的外力？
m
a
F
1、平衡摩擦力：将木板一侧垫高使小车在不挂重物时做匀速直线运动。
θ
F
Ff
G
FN
Gx
Gy
2、悬挂物的质量m0要比小车的质量m小很多。
即：m0<F近似等于m0g
悬挂重物提供恒定的拉力
测加速度a：
如果测出两个初速度为0的匀加速运动在相同时间内的位移x1、x2，位移之比就是加速度之比
实验思路
x=v0t+at2/2
x=at2/2
1.打点计时器
2.光电门
3.频闪照相法
4.间接比较法
器材：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、小盘、刻度尺、天平
实验方案：用阻力补偿法探究a与F、m的关系
悬挂物的总重力m0g
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
1.探究加速度与所受合外力的关系：
实验数据的记录与分析
保证小车的质量不变，在小盘上依次增加砝码的个数，目的是改变对小车的拉力。根据得到的纸带计算每一次小车的加速度，与相应砝码质量记为一组数据。并将得到的多组数据填入下表。
a/（m·s-2）
F/N
0
以a为纵轴，F为横轴建立坐标系，利用图像寻找二者数量关系。
发现这些点大致在一条过原点的直线上，说明a与F成正比。
绘制完图像后，有可能出现如下面甲乙两图的情况
甲图
乙图
甲图由纵截距可知，在拉力为0时，小车仍有加速度，所以是因为平衡摩擦力时，斜面倾斜角过大导致。
乙图由横截距可知，在拉力为某一值时，小车才有加速度，所以是因为平衡摩擦力时，斜面倾斜角过小导致。
误差分析
a/m·s-2
F/N
0
a
a
m
m0
F
F
m0g
悬挂物的质量m0要远小于小车质量m
误差分析
2.探究加速度与质量的关系：
保证小盘上砝码不变，再依次增加小车上砝码的个数，目的是改变小车的质量。根据得到的纸带计算每一次小车的加速度，与相应小车及其上砝码总质量记为一组数据，并计算出总质量的倒数。将得到的多组数据填入下表。
a/（m·s-2）
m/kg
0
a/（m·s-2）
1/m/(kg-1)
0
以a为纵轴，m、 为横轴建立坐标系，利用图像寻找二者数量关系。
化曲为直
发现a——m上的点不在一条直线上，a—— 上的点大致在一条过原点的直线上，说明a与m成反比。
1、实验方法：控制变量法。
4、数据分析：图像法
课堂小结
3、减小系统误差：悬挂物的质量远小于小车的质量时，可认为悬挂物的重力大小等于小车所受的合外力的大小。
2、实验方案：阻力补偿法，将木板无滑轮的一端稍微 垫高，用重力的分力来平衡摩擦力。
（注意：这里的力指的是物体所受的合外力）
作业
①评估和反思探究过程与结果
②设计其他的实验方案
③完成练习与应用1、2

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