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第四章 运动和力的关系
2.实验：探究加速度与力、质量的关系
目
录
CONTENTS
1 学习目标
2 情景引入
3 新课讲解
4 课堂练习
5 课堂小结
1、探究加速度与力的关系
2、探究加速度与质量的关系
3、掌握利用图象处理数据的方法
学习目标
　图所示是超市中常用的手推车．我们要用同样大小的力推动它，空车时容易还是装满货物的时候容易？由此，我们能得出什么结论呢？
在水平面上用大小不同的力去推动同一辆小车，用力大，则小车运动的距离就大；用力小，则小车运动的距离就小．那么物体被加速与什么因素有关呢？我们又能得出什么结论呢？
情景导入
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：
保持m不变，研究a与F的关系;
保持F不变，研究a与m的关系。
控制变量法
猜想：
m一定， a∝ F；
F一定， a∝1/m。
思考：如何设计实验
提出问题
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
数据处理：
m不变时，a与F关系；
F不变时，a与m关系。
a、F、m
m：
a:
F:
天平
求出物体所
受的合力
打点计时器
思考
1.学会用控制变量法探究物理规律。
2.探究加速度与力、质量的关系。
3.掌握利用图像处理数据的方法。
实验目的：
实验原理：
(控制变量法)
1.控制质量不变，探究加速度与外力的关系；
2.控制外力不变，探究加速度与质量的关系。
实验器材
（一）、实验器材:
纸带及复写纸、打点计时器、小车、细绳、砝码、一端附有定滑轮的长木板、小木块、低压交流电源、天平(带有一套砝码)、刻度尺。
如何测出小车的加速度、质量、力（合外力）？
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？
物理量测量:
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
为再简化，如何让拉力等于钩码重力
（即合外力等于钩码重力）？
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
实验步骤:
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。
数据处理
如何更直观地处理数据？
保持m小车不变，研究a与F的关系;
作图时，要使尽量多的点在直线上，不在直线上的点应对称分布在直线的两侧，误差较大的舍去.
结论：保持m不变，a与F合成正比
保持F不变，研究a与m小车的关系。
结论：保持F合不变，a与m成反比
怎样化曲线为直线？
在误差允许的范围内，加速度与力成正比，与质量成反比。即：
实验结论
BCD
当堂训练
2、某次实验用打点计时器交流电的频率为50Hz，纸带的记录如图4-2-9所示，图中前几个点模糊，因此从A点开始每打五个点取一个计数点，其中B、C、D、E点的对应速度
vB= m/s, vC= m/s, vD= m/s,
vE= m/s，由此测得小车的加速度a= m/s2
0.253
0.328
0.403
0.478
0.75
平衡摩擦力
远小于
控制变量法
4．如图是某些同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是 ( )
A．形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
B．形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
C．形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
D．形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
AD
乙图，小车质量无限大时，绳的拉力不起作用。应该是“小车的重力分力与摩擦力差”起到作用。产生加速度，说明平衡过度。
丁图，小车质量取值正常时，绳的拉力起作用，但并末产生加速度。
说明平衡不足。
不需要
3
6．图为“探究加速度与力、质量的关系”实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，各计数点间距离如图中所示，单位是cm．小车的加速度是多少？
解析：
x1＝2.80 cm　
x2＝4.40 cm
x3＝5.95 cm
x4＝7.60 cm
x5＝9.15 cm
x6＝10.75 cm
1、实验的研究方法
2、实验的注意事项
3、数据的处理方法
4、实验结论
—— 控制变量法
⑴ 平衡摩擦力 ⑵ m （槽码）<< M（小车）
—— 图像法 要点：设法使图线成一条(过原点的)直线
⑴ 质量一定时，加速度与力的大小成正比
⑵ 力的大小一定时，加速度与质量成反比
课堂小结
THANKS

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