【成才之路】高中物理 第四章牛顿运动定律2实验探究加速度与力质量的关系学案课件 新人教版必修1VIP免费

2．实验：探究加速度与力、质量的关系※了解实验过程，体验科学研究的方法※了解用控制变量法研究物理规律※※掌握利用图象处理实验数据的方法我们都知道摩托车起动很快，而载重汽车起动很慢(见下图)，那么物体的加速度与力、质量存在着什么关系呢？1．物体运动状态变化的快慢，也就是物体的大小，与物体的有关，还与的大小有关．2．探索加速度与力的关系的基本思路是：保持物体的质量不变，测量物体在的作用下的，分析与的关系，如果a与F成正比，则a－F图象是一条过．3．探索加速度与质量的关系的基本思路：保持物体所受的力相同，测量的物体在该力作用下的，分析与的关系．加速度质量物体受力不同的力加速度加速度力原点的直线不同质量加速度加速度质量如果a与m成反比，实际上就是a与1m成，则a－1m图象就是一条过．正比原点的直线探究加速度与力、质量的关系.采用控制变量法．(1)当质量一定时，研究加速度与合外力的关系a∝F合．(2)当力一定时，研究加速度与质量的关系a∝1m.①附有滑轮的长木板2块；②相同的小车两个；③细线两条；④钩码：10g、20g几个，用做提供牵引小车的力；⑤砝码：50g、100g、200g几个，用于改变小车的质量；⑥刻度尺；⑦1～2m长的适当粗些的棉线两条，用于控制小车的运动；⑧宽口文件夹.(1)平衡摩擦力：将长木板平放在实验桌上，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，这时小车拉着纸带运动时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．(2)研究加速度与力的关系：①取两个质量相同的小车放在长木板上，小车的前端各系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘．②盘中放有数目不等的砝码，使两小车自静止开始在不同拉力作用下匀加速运动，小车所受拉力F的大小可以认为等于砝码和盘所受重力的大小(保证小车质量比砝码和盘质量大的多)，小车后端系上细绳，用一只夹子夹住，以同时控制两小车．(如图所示)③使两车同时运动，同时停止，分别测出两小车的位移x1和x2，所受的拉力F1和F2.④据x＝12at2知道，在时间t相同的前提下，x1∶x2＝a1∶a2.由实验得到的数据分析知a1∶a2＝F1∶F2即质量相同的物体，其加速度跟作用在它上面的力成正比，即a∝F.(3)研究加速度与质量的关系：①在两个盘子里放上相同数目的砝码，使两小车所受的拉力相等．而在一个小车的上面加放砝码以增加其质量．②使两车同时运动，同时停止，分别测出两小车的位移x1和x2，两小车的质量m1和m2.③由实验得到的数据分析可知：a1∶a2＝m2∶m1，即在拉力相同时，其加速度与物体的质量成反比，即a∝1m.说明：本实验也可用下面题型1变式中的实验装置进行，实验时将测得的多组数据记录在表格中，分别做出“a－F”图象和“a－1m”图象，如果在误差允许的范围内，它们是通过原点的直线，从而也验证了a∝F，a∝1m.如下图所示，两个高1.2m左右的支架上，放着两条平行光滑铝合金导轨，且已调成水平状态，在光滑的导轨上放着两辆质量相等、性能一样的小车，1号车放在左边，系有一根通过木板右端的小定滑轮的细线，绳端有一小桶，桶中可放砝码.2号车在右端，系有一根通过木板左端的小定滑轮的细线，绳端有一相同的小桶，两辆车一开始被左、右两端的电磁铁吸住，电磁铁串联后接在6V的学生电源上(闭合)，断开电源，电磁铁同时失去磁性，小车在拉力作用下从两端向中间运动，在某位置相碰，记下相碰位置，可以通过木板上的刻度知道两车通过的位移．根据位移公式x＝12at2，由于两车的运动时间t相等，因此比较两车的位移x就可比较两车的加速度a，试作比较．解析：由于两车的质量相同，所放砝码的个数(即小车所受的拉力)不同，设放开后经时间t两车在P点相遇，如下图所示，设两车的位移分别为x1、x2则：对小车1：x1＝12a1t2对小车2：x2＝12a2t2两式相比可得：a1a2＝x1x2，故而两车的加速度大小即可比较得出．点评：以两小车均由静止做匀加速直线运动和时间相等入手比较；此外，还可以比较两车所受外力的大小，因为a∝x，而a∝F，故有F∝x，即F1F2＝x1x2.某同学设计下图所示的实验装置“探究加速度与力、质量”的关系下述操...