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第二节 实验：探究加速度与力、质量的关系
第四章 运动和力的关系
新知导入
知识回顾
1、牛顿第一定律的内容是什么？
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
2、惯性与质量的关系是什么？
质量是惯性大小的唯一量度，质量越大惯性越大。
由前面的学习可见，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。这说明，加速度与力、质量之间必然存在一定的关系。
下面我们我们通过实验分别从两方面来探究加速度与力、质量之间的定量关系：
① 加速度与力的关系；② 加速度与质量的关系
新知导入
物理量的测量
1、质量的测量
托盘天平
为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量。
3、力的测量
实验中的F是合力。
F
mg
FN
T
Ff
平衡摩擦
把木板的一侧垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力。调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。
Ff
G
FN
y
x
T
调整角度另重力的分力等于阻力，这样其它力平衡掉以后，相当于小车只受拉力T，则拉力Ｔ为小车受的合力。
实验中我们把小车受到的细线拉力看作等于钩码（或沙桶）的重力，其实相等吗？
只有在小车质量Ｍ远大于钩码质量ｍ时，细线拉力才近似等于钩码重力
实验的三个关键：（１）平衡摩擦
（２）Ｍ＞＞ｍ
（３）细线与长木板平行。
三、进行实验和数据分析:
——参考方案一：用打点计时器探究
小车：
研究对象，可用天平称其质量M.
打点计时器：测量小车运动过程中的加速度a.
砝码盘和砝码：重力mg提供拉力
合力F=
G
FN
F
f
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1、探究加速度与合外力的关系
（1）实验基本思路：保持物体的质量不变，测量物体在不同的合力作用下物体的加速度，分析加速度与合外力的关系。
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（2） 实验数据的记录处理：
F/N
a/m·s-2
0
实验数据 实验次数 a F
第一次
第二次
第三次
（3）数据处理
1．实验数据的记录处理：M一定，a与F关系
实验次数 F(N) a(m/s2)
1
2
3
4
5
0.10 0.146
0.20 0.302
0.30 0.428
0.40 0.592
0.50 0.751
F/ N
a/m·s -2
0.15
0.30
0.45
0.60
0.75
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
如何更直观地处理数据？
结论：M一定时，
a∝F
19
2、加速度与质量的关系
（1）实验的基本思路：保持物体所受的合外力相同，测量不同质量的物体在该力的作用下的加速度，分析加速度与质量的关系。
20
（2）实验数据记录处理
实验数据 实验次数 a M
第一次
第二次
第三次
1/M
a/m.s-2
0
（3）数据处理
实验数据的记录处理：F一定，a与 M的关系
次数 m/kg a/m ·s -2
1 0.400 0.861
2 0.500 0.692
3 0.750 0.470
4 1.000 0.352
5 1.200 0.290
1/m
kg -1
2.50
2.00
1.33
1.00
0.83
m/ kg
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
/kg -1
m
1
结论：F一定时，
a∝1/M
F/ N
a/m·s -2
0.15
0.30
0.45
0.60
0.75
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
当小车质量不变时 次数 F/N a/m ·s -2
1
2
3
4
5
0.10 0.146
0.20 0.302
0.30 0.428
0.40 0.592
0.50 0.751
1. 探究加速度与合力的关系
如何更直观地处理数据？
m/ kg
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
当拉力不变时 次数 m/kg a/m ·s -2
1
2
3
4
5
1/m (kg -1)
2.50
2.00
1.33
1.00
0.83
0.400 0.861
0.500 0.692
0.750 0.470
1.000 0.352
1.200 0.290
2. 探究加速度与质量的关系
1/m (kg -1)
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

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