2 实验:探究加速度与力、质量的关系 学案理解领悟 探究性实验是以获取新知识为目的的学习方法
要在深入领会牛顿第一定律的基础上,确定研究课题和方法,设计探究加速度、力、质量三者关系的研究方案,并体会探究过程所用的科学方法——控制变量法
基础级1. 实验要探究的内容力是物体产生加速度的原因,有力作用在物体上,就有加速度产生,且力越大,产生的加速度也越大
在相同力的作用下,加速度的大小还与物体的质量有关
因此,本实验要探究的内容是寻找加速度与力、质量三者间的关系
2. 探究实验的设计思路加速度既与力有关,又与质量有关,怎样通过实验研究它们间的关系呢
当一个物理量与多个因素有关时,为了弄清它们之间的关系,物理学中常用的一种方法叫做“控制变量法”,即:首先保持物体的质量不变,研究加速度与力的关系;然后保持物体所受的外力不变,研究加速度和质量的关系;最后经过总结推理,得出加速度与力、质量的关系
本实验需要测量的物理量有加速度、力与质量,其中质量可用天平测量
那么,怎样测量(或比较)加速度呢
又怎样对物体提供和测量恒力呢
3. 怎样测量(或比较)物体的加速度在第二章中,我们已经介绍过,运用打点计时器在与运动物体连接的纸带上打点,由纸带上打出的点来测量加速度的方法
由于本实验的目的是探究加速度与力、加速度与质量间的比例关系,因而也可不测加速度的具体数值,而测不同条件下加速度的比值
若两物体做初速度为 0 的匀加速运动,由221 atx 可得,物体的加速度与在相同时间内发生的位移成正比,即 a ∝ x
4. 怎样提供和测量物体所受的恒力我们以教材提供的实验“参考案例”为例,教材图 4
2-4 所示实验装置中,为实验研究对象——小车(连同车内的砝码)提供恒力的是小盘和砝码
实验中我们认为,使小车做匀加速运动的力,与小盘和砝码的重力大小相等
为此,必须满足以下两个实验条件:① 水平板应尽