實驗:探究加速度與力、質量的關系郭雪鵬臨泉一中22實驗:探究加速度與力、質量的關系郭雪鵬22伽利略終結延續千年的關于運動的錯誤認識——運動需要力的維持.牛頓將其抽象概括為一條物理定律——牛頓第一定律.加速度描述物體運動狀態變化的快慢，而力是改變物體運動狀態的原因，慣性與質量有關.加速度、質量和合力三者間必然存在某種關聯.本節通過實驗探究三者的關系.2伽利略終結延續千年的關于運動的錯誤認識——運動需要力的維持.定性探究三者關系演示實驗木板、小車、木塊

甲乙問題：哪種情況小車的加速度較大？小車受到的合力較大？說明分析過程. m不變，a與合力F有何關系？3定性探究三者關系演示實驗木板、小車、木塊3定性探究三者關系演示實驗木板、小車、木塊、鉤碼問題：哪種情況小車的加速度大？你是如何判斷的？

4丙

丁合力F不變，a與m有何關系？定性探究三者關系演示實驗木板、小車、木塊、鉤碼4丙一、猜想假設假設1：m保持不變，a與F成正比， a∝F假設2：F保持不變，a與m成反比，a∝F為物體受到的合力.(自然偏愛簡潔，從簡單關系開始研究)5m1一、猜想假設假設1：m保持不變，a與F成正比，5m1研究思路：小車在重物牽引下做勻加速直線運動？1.如何測量小車質量？如何改變車的質量？天平測質量或用彈簧測力計測出重力2.如何測量小車勻加速運動的加速度?小車連接打點計時器，逐差法計算加速度3.如何提供并度量小車受到的合力F？6研究思路：小車在重物牽引下做勻加速直線運動？6二、設計實驗問題：小車受到哪些力？合力是多少？

車的合力F=T-f如何解決阻力f的問題？有哪些解決方案?7紙帶打點計時器mgFNTf二、設計實驗問題：小車受到哪些力？合力是多少？7紙帶打點計時木塊沿斜面勻速下滑的條件是什么？重力沿斜面的分力與阻力有何關系？8Gsinθ=μGcosθ

→

μ=tanθ

θGfFN能用這種方法抵消小車及紙帶的阻力嗎？木塊沿斜面勻速下滑的條件是什么？重力沿斜面的分力與阻力有何關

平衡摩擦力：調節導軌傾角，小車連接紙帶,不連接鉤碼.輕推小車，若小車能沿導軌做勻速運動,說明阻力恰好被平衡.9 9

鉤碼(質量設為m0)做勻加速直線運動，細線張力T<m0g.

若m0<<m(車的質量)，T≈m0g10Tm0g 鉤碼(質量設為m0)做勻加速直線運動，細線張力T<m0g.三、實驗原理1、實驗裝置2、實驗器材：電火花計時器、紙帶、小車、導軌(帶滑輪)、砝碼若干、細線、刻度尺11三、實驗原理1、實驗裝置113、實驗步驟①在小車上放幾個砝碼增加小車質量,記錄數值m②平衡摩擦力:安裝實驗器材,調整導軌一端高度,使得輕推小車(小車連接紙帶)后能夠做勻速直線運動③接通電源,用一元硬幣牽引小車運動,打點結束關閉電源；取下紙帶,選擇、標記計數點.3、實驗步驟④保持小車的質量m不變，改變小桶中硬幣數目(每次增加2枚硬幣).先接通電源,后釋放小車.重復實驗5次.在紙帶上標記硬幣個數.⑤標記計數點，用刻度尺測量各計數點坐標，將數據記錄在表格中.用逐差法(或繪制v-t圖像)計算各條紙帶的加速度.④保持小車的質量m不變，改變小桶中硬幣數目(每次增加2枚硬⑥保持小桶硬幣數不變(3枚).在小車上增加1個砝碼,測出其總質量M.先接通電源,打點穩定后,再釋放小車.⑦每次增加1個砝碼,重復實驗5次.根據打點情況合理選擇計數點,在紙帶上標記小車質量.測量各計數點坐標,計算各條紙帶的加速度，記錄于表格.14⑥保持小桶硬幣數不變(3枚).在小車上增加1個砝碼,測出其總四、數據分析研究a

和F關系數據記錄表格15實驗各計數點坐標/cmT/sa/(m·s-2)硬幣/個012345612345四、數據分析研究a和F關系數據記錄表格15實驗各計數點坐標

質量m不變，若a與F成正比，數據點(ai，Fi)近似在一條過原點的直線.16F/Na/(m·s-2)O合理標記坐標軸單位，須：①容得下所有數據；②圖像占據坐標紙較大面積. 質量m不變，若a與F成正比，數據點(ai，Fi)近似在一條研究a

和m關系數據記錄表格17實驗各計數點坐標/cmT/sa/(m·s-2)m/kg0123456123451m/kg-1研究a和m關系數據記錄表格17實驗各計數點坐標/cmT/s18思考與討論：某同學繪制的a-m圖像如圖，該同學認為從圖像可以得到：合力不變，a與m成反比.如何評價該同學的觀點？m/kga/(m·s-2)18思考與討論：某同學繪制的a-m圖像如圖，該同學認為從圖像

根據數學表達式，巧妙利用數學技巧將非線性關系化為線性關系，是物理學常用的研究方法.19maOaO1

m 根據數學表達式，巧妙利用數學技巧將非線性關系化為線性關系，五、誤差分析系統誤差

細線張力T<m0g；電源頻率變化；偶然誤差

質量測量；距離測量；標記數據點；減小誤差方法

偶然誤差可通過多次測量取平均值降低(例如多次測量小車質量，取質量的平均值)20五、誤差分析系統誤差

細線張力T<m0g；電源頻率變化；課堂小結實驗原理

①平衡摩擦力②T≈m0g(m0<<m)實驗步驟數據分析：a-F圖像a-1/m圖像21課堂小結實驗原理

21作業1.復習實驗內容，設計兩個記錄實驗數據的表格：

①研究a-F關系數據記錄表格

②研究a-m關系數據記錄表格2.完成教材87頁“練習與應用”第2題(1)用逐差法計算加速度；(2)在教材坐標紙中繪