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课件网) 实验：探究加速度与力、质量的关系 人教版高中物理 必修1 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他改变这种状态。 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。 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。所以加速度与力、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 新知讲解 1、实验目的：定量分析a、F、m的关系。 2、实验方法：控制变量法 例如：在研究某个物理量y与另外两变量x1 、x2 的关系时，先固定一个变量x 2 不变，研究y与另一个变量x 1 之间的定量关系；然后再固定变量x 1 不变，研究y与x2 之间的关系。 一、实验：探究加速度与力、质量的关系 新知讲解 3、实验思路 将小车置于水平木板上，通过滑轮与槽码相连。小车可以在槽码的牵引下运动。 新知讲解 （1）加速度与力的关系 保持物体的质量不变，测量不同力下的加速度，分析加速度与力的关系。 （2）加速度与质量的关系 保持物体受力不变，测量不同质量下的加速度，分析加速度与质量的关系。 探究加速度与力、质量的关系 新知讲解 4、物理量的测量 本实验需要测量的物理量有三个：物体的质量m、物体所受的作用力F和物体运动的加速度a。 （1）质量的测量 质量可以用天平测量。为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量。 新知讲解 （2）加速度的测量 ②方法2： 将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速度。 ①方法1：小车做初速度为0 的匀加速直线运动，直接测量小车移动的位移x和发生这段位移所用的时间t， 计算出加速度a。 ③方法3：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，那么由 可知，它们的位移之比就等于加速度之比，即： 新知讲解 这样，测量加速度就转换成测量位移了。 （2）力的测量 现实中，仅受一个力作用的物体几乎不存在，所以实验中作用力F的含义是物体所受的合力。 那么，如何测小车所受合外力F合？ 我们通过下面具体实验来说明。 新知讲解 实验设计1：用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系 1、实验器材：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平。 电源插头 纸带 新知讲解 2、实验步骤 （1）用天平测出小车的质量； （2）按图装好实验器材，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，打开打点计时器，释放小车，测出一组数据。 （4）保持小车上的砝码个数不变,改变钩码质量，并测量得F （钩码质量远小于小车质量），多测几组数据。 新知讲解 注意：只有在钩码质量远小于小车质量时，线的拉力近似等于钩码的重力。 (5)控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据填入表中。 (6)分析每条纸带，测量并计算出加速度的值； (7)作a－F关系图象，并由图象确定a－F关系。 新知讲解 思考讨论：怎样平衡小车的摩擦力？ 在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动薄木板的位置，直至小车在斜面上运动时以保持匀速运动状态，这样小车所受合力为零，平衡了小车的摩擦力。 小车受到的摩擦力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡。 新知讲解 4、进行实验 表1：小车质量一定拉力F 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.15 0.31 0.43 0.59 0.76 拉力F 加速度a 思考：如何更直观地处理数据？ 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坐标纸上描点，观察图像。 新知讲解 F/N 这些点在一条 ... ...
