涞水县义安镇物理 第四章 牛顿运动定律 4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 新人教版必修1.ppt

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1、图4.2-1 竞赛用的汽车质量不是很大，却安装着强大的发动机，可以获得很大的加速度。什么叫物体运动状态的改变？物体运动状态改变的原因是什么？什么叫物体运动状态的改变？物体运动状态改变的原因是什么？物体运动状态的改变即速度的改变即产生加速度物体运动状态的改变即速度的改变即产生加速度由牛顿第一定律可知力是改变物体运动状态的的原因由牛顿第一定律可知力是改变物体运动状态的的原因由此可知加速度与外力有关，那加速度还与什么有关呢？如由此可知加速度与外力有关，那加速度还与什么有关呢？如图，当我们用同样的外力推空车和推满载的车时有什么区别？图，当我们用同样的外力推空车和推满载的车时有什么区别？空车更容易被推动

2、空车更容易被推动由此可猜想加速度还与质量有关由此可猜想加速度还与质量有关那这些猜想是否正确？如果正确，那这些猜想是否正确？如果正确，究竟加速度与质量以及外力又究竟加速度与质量以及外力又有什么具体关系呢？有什么具体关系呢？新课导入新课导入1：在书本上撒一些碎纸片，先用嘴轻轻地吹，：在书本上撒一些碎纸片，先用嘴轻轻地吹，再用力使劲吹，我们会观察到什么的现象？再用力使劲吹，我们会观察到什么的现象？你能得到什么结论？你能得到什么结论？2：在书本上撒一些小石子和一些碎纸片，用：在书本上撒一些小石子和一些碎纸片，用力使劲吹。我们又会观察到什么的现象？又能力使劲吹。我们又会观察到什么的现象？又能得到什么结论

3、？得到什么结论？结论：对某一物体而言，受到的力越大，结论：对某一物体而言，受到的力越大，其运动状态越容易改变，即加速度越大。其运动状态越容易改变，即加速度越大。结论：对不同物体而言，受到相同的力，质量结论：对不同物体而言，受到相同的力，质量越小，其运动状态越容易改变，即加速度越大。越小，其运动状态越容易改变，即加速度越大。思考：思考：？物体运动状态发生改变物体运动状态发生改变速度速度发生改变发生改变 加速度加速度指指产生产生与与力力和和质量质量有关有关 加速度与力、物体的质量有什么定加速度与力、物体的质量有什么定量的关系？量的关系？猜想：猜想：加速度与力成正比 加速度与质量成反比。怎样才能探究

4、出加速度、力、质量三个怎样才能探究出加速度、力、质量三个变量之间的关系变量之间的关系?控制变量法控制变量法:1保持质量不变保持质量不变,研究加速度与力的关系；研究加速度与力的关系；2保持力不变保持力不变,研究加速度与质量的关系。研究加速度与质量的关系。设计方案设计方案：小车、打点计时器、纸带、小车、打点计时器、纸带、一一端带滑轮的端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平为器材，研究小车运动。刻度尺、天平为器材，研究小车运动。用天平测出小车的质量m从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a砝码的总重力G当作小车受到的拉力F设计方案：设计方案：以小车、一端带滑轮的

5、长木板、以小车、一端带滑轮的长木板、粗线、砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口粗线、砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口夹子为实验器材，研究小车的运动。夹子为实验器材，研究小车的运动。学学生生探探究究方方案案学学生生探探究究方方案案质量保质量保持不变持不变合外合外力保力保持不持不变变小车小车纸纸 带带打点计时器打点计时器电源电源砝砝码码改进后的实验装置图：改进后的实验装置图：把木板一端垫高，把木板一端垫高，平衡小车受到的摩平衡小车受到的摩擦力擦力按照制定的实验方案进行实验按照制定的实验方案进行实验收集并记录数据收集并记录数据试验次数试验次数加速度(m/s2)小车受力F(N)12345试验次数加速度(m/s

6、2)小车质量m(kg)12345 如何分析这些数据？如何分析这些数据？图象法（图象处理技巧）图象法（图象处理技巧）F Fa a0 0a a0 0m mm m1 1对实验数据的处理对实验数据的处理注意事项：注意事项：实验中木板要适当垫高一点。以平衡小车实验中木板要适当垫高一点。以平衡小车 所受到的摩擦力。所受到的摩擦力。实验中砂和砂桶的总质量要实验中砂和砂桶的总质量要远小于远小于小车小车（及钩码）的质量。（及钩码）的质量。使用打点计时器时先打开电源，再释放纸带。使用打点计时器时先打开电源，再释放纸带。实验结论：实验结论：m一定时一定时 a F 实验结论：实验结论：F一定时一定时 a 1/m例题1

7、、下下列列叙叙述述的的各各种种情情况况中中，物物体体运运动动状状态态不不发发生生变变化化的的是：是：A、竖直上抛的物体至最高点时、竖直上抛的物体至最高点时 B、静止在加速行驶的汽车车箱里的物体、静止在加速行驶的汽车车箱里的物体 C、不停地行进在摩擦力不计的水平冰面上的物体、不停地行进在摩擦力不计的水平冰面上的物体 D、站在匀速上升的电梯中的人、站在匀速上升的电梯中的人分析：分析：物体运动状态变化指的是速度变化，是一个过程，考虑的物体运动状态变化指的是速度变化，是一个过程，考虑的是某一瞬间与接下来的另一瞬间物体运动状态是否相同，若相是某一瞬间与接下来的另一瞬间物体运动状态是否相同，若相同，运动状

8、态不变，否则就发生了变化。基于此，竖直上抛到同，运动状态不变，否则就发生了变化。基于此，竖直上抛到最高点的物体虽然此时速度为零，但因为加速度（即重力）的最高点的物体虽然此时速度为零，但因为加速度（即重力）的原因，下一瞬间，速度不为零，因此物体在此位置时运动状态原因，下一瞬间，速度不为零，因此物体在此位置时运动状态处在变化之中，所以正确选项为处在变化之中，所以正确选项为CD。例题2、下列哪些情况中物体的运动状态一定发生了变化：A、运动物体的位移大小变化 B、运动物体的速度大小变化 C、运动物体的速度方向变化 D、运动物体的位移方向变化分析：物体速度的大小或方向变化是物体运动状态改变的具体体现，匀速直线运动的物体位移大小足在变化，但运动状态却不一定会变，比如匀速直线运动。若运动物体位移方向发生了变化，则意味着速度方向发生了变化。BCD练习1、物体的运动状态发生了改变，则：A、物体的惯性大小一定发生了改变 B、物体所受外力一定发生了改变 C、物体的加速度一定发生了改变 D、物体的速度一定发生了改变D2、以下说法正确的是：A、受合外力越大的物体，物体的运动状态改变越快 B、物体同时受到几个外力作用时，其运动状态可能保持不变 C、物体的运动状态改变时，物体一定受到外力作用 D、物体的运动状态改变时，物体所受的外力也会随之发生变化BC