资源简介

为什么轿车的加速度比货车的大？
猜测：可能与二者的质量有关
也就是说加速度可能与质量有关
生活经验：用大的力推物体，物体会获得大的加速度；而用小的力推相同的物体，物体会获得小的加速度。
那么加速度和力、质量之间是否存在什么样的关系呢？
加速度可能与所受外力有关
第四章 牛顿运动定律
2、探究加速度与力、质量的关系
目标
04
利用图象处理数据的方法
CONTENTS
01
加速度与力的关系
02
03
加速度与质量的关系
实验过程注意事项
物体的加速度a与所受到的合外力F、物体质量m有怎样的定量关系？
研究方法：控制变量法
保持m不变，改变F，研究a 与F的关系;
保持F不变，改变m，研究a与m的关系。
实验探究：
明确几个问题:
2.如何由实验得出结论?
1.怎么设计这个实验?
1.测量哪些量?
2.怎么测量?
当m不变时，a与F关系图像；
当F不变时，a与m关系图像。
a、F、m

m：
a:
F:
天平
求出物体所
受的合力
打点计时器
图像法
打点计时器，纸带及复写纸，小车，一端附有滑轮的长木板，小盘和砝码，细绳，低压交流电源，导线，天平，刻度尺．
一、核力和四种基本相互作用
1、可用天平测出小车质量M
2、从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a
研究对象，
如何测小车受到的合外力F？
二、物理量的测量
平衡摩擦力
研究对象，
为简化运算，如何做可以让绳的拉力等于小车受到的合外力F？
F
f
3、F合测量:
G
FN
G
G1
FN
f
G1=f.
G2
F
原则：利用重力的分力平衡摩擦力和斜面弹力。小车受到的合外力等于绳的拉力F
标准：将木板垫上薄木块，使小车在不挂钩码，但要连接纸带，观察纸带上点均匀即可）.
注意：只需平衡一次摩擦力
1.用天平测出小车的质量。
2.安装好实验装置，在小车上装好纸带，纸带另一端穿过计时器限位孔，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力。
3.控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连（钩码
质量远小于小车质量），打开打点计时器，释放小车，
测出一组数据。
4.改变钩码质量，多测几组数据。
5.控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。
6.设计表格，记录实验数据。
三、实验步骤
演示实验1：探究加速度a与力F的关系
　　为了直观的判断加速度 a 与拉力 F 的定量关系，我们以 a 为纵坐标、F 为横坐标建立直角坐标系，根据各组实验数据在纸上描点，做 a-F 图像 。
当小车质量不变时
次数
F / N
a / (m·s-2)
1
2
3
4
5
实验结论：质量一定时，加速度与力的大小成正比。
0.10 0.146
0.20 0.302
0.30 0.428
0.40 0.592
0.50 0.751
a / (m·s-2)
F / N
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0
0.15
0.30
0.45
0.60
0.75
四、数据分析
演示实验2：探究加速度a与质量m的关系
　　为了直观的判断加速度 a 与质量 m 的定量关系，我们以 a 为纵坐标、m 为横坐标建立直角坐标系，根据各组实验数据在纸上描点，做 a-m 图像 。
图像很难直观地看出来是否为双曲线，如何解决这个问题？
当拉力不变时
次数
m / kg
a / (m·s-2)
1
2
3
4
5
0.400 0.861
0.500 0.692
0.750 0.470
1.000 0.352
1.200 0.290
a / (m·s-2)
m / kg
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
四、数据分析
　　如果，加速度 a 和质量 m 成反比关系，就是与 1???? 成正比关系，做 a - 1???? 图像，如果图像是过原点的直线，即可以证明加速度 a 和质量 m 成反比关系。
?
实验结论：力的大小一定时，加速度与质量成反比。
当拉力不变时
次数
1/m (kg-1)
m/kg
a/ (m·s-2)
1
2.50
2
2.00
3
1.33
4
1.00
5
0.83
0.400 0.861
0.500 0.692
0.750 0.470
1.000 0.352
1.200 0.290
a / (m·s-2)
1????/(kg-1)
?
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
四、数据分析
当M一定，a与F的关系；
a/m·s-2
F/N
0
思考1：如图粉颜色图线是由于原因导致的？
思考2：如图蓝颜色图线是由于原因导致的？
a0
F0
结论：没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分（木板的倾角过小）
结论：平衡摩擦力过度(木板倾角过大）；
五、误差分析
1．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细线系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动．仅平衡一次摩擦力
2．每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出．只有如此，小车受到的拉力才可视为等于小盘和砝码的总重力．
3．改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车。
六、注意事项
1、关于“探究加速度与力、质量的关系”实验，下列说法中正确的是( )
A.?本实验采用的方法是控制变量法
B.?探究加速度与质量的关系时，应该改变质量的大小
C.?探究加速度与力的关系时，作a?F图象应该用线段依次将各点连接起来
D.?探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a?M图象
A
2、某组同学实验得出数据，画出a?F图如图所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是( )
A.?实验中平衡摩擦力时长木板垫起
的角度太小
B.?实验中平衡摩擦力时长木板垫起
的角度太大
C.?实验中绳子拉力方向没有跟平板平行
D.?实验中不满足“砂桶和砂的总质量远小于小车质量”的条件
B

3、在探究“加速度与力、质量的”关系实验中，关于小车所受的合力，下列叙述中正确的是（ ）


A．小车所受合力就是所挂吊盘和砝码的重力

B．小车所受合力的大小等于吊盘和砝码通过细绳对小车的拉力。

C．只有平衡摩擦力后，小车所受合力才等于细绳对小车的拉力

D．只有平衡摩擦力后,且小车的质量远大于吊盘与砝码的总质量时小车所受合力可以认为等于吊盘和砝码的重力



D

4、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置．
”



(1)本实验应用的实验方( ).

控制变量法



(2)下列说法中正确的是( )
A．在探究加速度与质量的关系时，应改变拉力的大小

B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量


C.在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出 图像。

D．当小车的质量远大于托盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于托盘和砝码的总重力大小


CD
(3)某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示（小车质量保持不变）


F
/N

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

a
/m·s
－
2

0.10

0.20

0.28

0.40

0.52

根据表中的数据在坐标图上作出a-F图像


5、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置．
图线不过原点的原因可能是？
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分。


6、某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的的实验，如图所示，图甲为实验装置简图，交流电的频率为50Hz



(1)图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车加速度大小为________m/s2(保留两位有效数字)



3.19


7、某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的的实验，如图所示，图甲为实验装置简图，交流电的频率为50Hz


(3)保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线，如图所示．该图线不通过原点，请你分析其主要原因
_______________________________.



未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分。
8、关于本节的实验操作，下列说法中符合实际的是( )

A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系


C ．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系

D ．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变小车受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系


D
9、如图所示是某同学做探究“加速度与力、质量的关系”实验时，已接通电源正要释放纸带时的情况．请你指出该同学的五个差错．


答案
①应用低于6V的交流电源

②应在木板的右端

③应使小车左端的线与木板平行

④应靠近打点计时器

⑤应垫高右端平衡摩擦力

展开更多......

收起↑