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第五章 牛顿运动定律
第二节
科学探究：加速度与力、质量的关系
合外力 0
力与运动状态
力是改变物体运动状态的原因
相同的力作用在质量不同的物体，质量小的物体速度变化快。
运动状态不变
速度不变
静止
匀速
保持
或
运动状态改变
速度改变
大小
方向
改变
或
力是使物体产生加速度的原因
任何物体都有惯性
质量大惯性大
质量小惯性小
合外力 0
不同的力作用在相同质量的物体，受合外力大的物体速度变化快。
又
力与运动状态
推车的人越多，推力越大，车的速度改变就越快
日常生活中的现象
相同推力，若是空车，则比满载时速度改变快
猜想
？
？
实验
探究
1、实验方法选择：
质量相同时，加速度与力的关系
力相同时，加速度与质量的关系
实验设计
探究
控制变量法
3、如何施加并测量物体所受的外力
每次实验时力要持续作用并保持恒定，使小车做匀加速直线运动
用已知质量的重物（如钩码）来产生稳定的拉力；
2、实验中需要测量哪些量？
研究对象（选小车）的质量，加速度，所受的合外力
即：
当重物的质量m远小于小车的质量M时，可以认为小车受到的拉力大小等于重物所受的重力。
F
mg
实验设计
5、能不能排除摩擦力的影响，使拉力即为小车所受的合外力
平衡摩擦力。
4、如何测量小车的加速度
打点计时器
通过打点计时器打出来的纸带进行计算
★ 平衡摩擦力：将木板的一端适当垫高。
平衡摩擦力后，重物的重力即当做是小车所受的合外力
★ 如何判断刚好平衡？不挂重物，给小车一定的初速度，小车拖动纸带运动，打点计时器在纸带上打点，观察点距是否相等。
实验设计
平衡摩擦力
实验结论
比较纸带点的密集情况，可以得到什么结论？
点越密集，说明相同时间内位移越大，因此加速度越大。
相同质量，力越大，加速度越大。
F
实验结论
结论：质量一定时，加速度与力的大小成正比
实验结论
比较纸带点的密集情况，可以得到什么结论？
点越密集，说明相同时间内位移越大，因此加速度越大。
相同力，质量越小，加速度越大。
M
实验结论
结论：力的大小一定时，加速度与质量成反比
实验结论
结论：力的大小一定时，加速度与质量的倒数成正比
问题讨论
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，研究加速度与力的关系时，当牵引小车的物体质量取值较大时，得到的图象将有明显的弯曲，如图所示，试分析其原因。
F
a
O
当重物的质量较大时，导致m<问题讨论
甲、乙两同学在“探究加速度与合外力F的关系”时，分别得到下图所示的图象，这说明了什么
F
a
O
乙
甲
图象不过原点，说明平衡摩擦力有问题。
甲力增加到某个值才有加速度，说明：没有平衡摩擦力或平衡不足
乙没有拉力是就有加速度，说明：平衡摩擦力时，木板无滑轮端垫得过高

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