高一物理必修一探究加速度与力、质量的关系

2物理必修1·第四章牛顿运动定律力是维持物体运动的原因吗?力的作用是什么?力的作用是改变物体的运动状态描述物体运动状态的物理量是:速度运动状态变化的快慢实质就是速度变化的快慢用什么物理量来描述运动状态变化的快慢?加速度复习思考2实验:探究加速度与力、质量的关系牛顿第一定律从牛顿第一定律你能做出那些思考？物体运动状态改变的原因是什么运动状态变化速度变化加速度力迫使表现为产生产生力是产生加速度的原因物体的加速度与什么因素有关?第章牛顿运动定律四思考与讨论如果你是法拉利赛车的设计师你会作什么样的改进让赛车启动更快?演示强大的发动机,提供很大的牵引力尽量轻的车身物体的加速度a可能和哪些因素有关?思考mF1mF2F1F2m2Fm1m2m1F结论：当物体质量一定时，物体的加速度随着力的增大而增大。结论：当力一定时，物体的加速度随着质量的增大而减小。注意：这里的力指的是物体所受的合力加速度a与力F、质量m存在怎样的定量关系呢?应该采用什么样的物理方法来研究a与F、m的定量关系呢?保持m不变，研究a与F的关系;保持F不变，研究a与m的关系。问题3：质量、力与加速度分别如何测量？质量——天平力——钩码重力（近似）加速度？•怎样来比较物体运动的加速度的大小呢？研究对象小车的加速度a是根据初速度为零的匀加速直线运动公式X=at2/2，t相同时，通过比较X的大小来比较a的大小若vo=0由x=at2/2有：a1/a2=x1/x2方案一：以小车、一端带滑轮的长木板、粗线、砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口夹子为实验器材，研究小车的运动。实验方案注意:只有当盘和砝码的总质量远小于小车的质量时,小车所受拉力才近似等于盘和砝码的总重力.实验方案保持m不变保持F不变小车1小车2次数拉车砝码（g）位移x1/cm拉车砝码（g）位移x2/cm12345供参考二：小车1小车2次数小车质量（g）位移x1/cm小车质量（g）位移x2/cm12345供参考二：F2/F1x2/x10次数1234探究加速度与力的关系x2x1F2F1Faa1a2x2/x10探究加速度与质量的关系次数1234M2/M1x2x1M2M1M1/M2M1M2am1a1a2实验探究加速度a与合外力F的关系实验设计保持物体质量不变，改变物体所受外力，分析加速度a与外力F的关系控制变量1装置设计2纸带小车托盘问题1如何测量加速度？问题2如何测量小车受到的拉力？问题3如何减小摩擦力的影响？方案二：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、天平为器材，研究小车运动。其他方案钩码的总重力G当作小车受到的拉力F从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a用天平测出小车的质量m小车小车次数拉车砝码（g）加速度a(m/s2)小车质量(g)加速度a(m/s2)12345供参考二：气垫导轨装置你是否还有其他的实验方案?当钩码的质量远小于小车的质量时，小车与木板间的摩擦阻力就不能忽略了,这个问题如何解决？Fa0某同学根据测量数据画出a-F图线，表明实验中的问题是:没有平衡掉摩擦力Fa0a0mm11、要平衡小车的摩擦力;2、拉小车的钩码质量应远小于小车的质量;3、图象法处理实验数据技巧.加速度a与所受合力F的定量关系•实验：保持两小车的质量m相等，改变拉力（如F1为F2两倍）比较其在相等时间t内通过的位移S1和S2。•结论：相等时间t内S1为S2两倍即：a1为a2两倍Fa加速度a与质量m的定量关系ma1•实验：保持两小车的拉力F相等，改变小车的质量（如m1为m2两倍）比较其在相等时间t内通过的位移S1和S2。•结论：相等时间t内S2为S1两倍即：a2为a1两倍牛顿第二定律mFa用F表示物体所受合力的大小，a表示物体获得的加速度大小，m表示物体的质量，则：物体的加速度a跟所受合外力F成正比，跟物体的质量m成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同．牛顿第二定律的数学表达式mFamFka质量为１ｋｇ的物体，获得１ｍ/ｓ2的加速度时，受到的合外力为k值,若F定为１Ｎ1kmaFmaFkkmaF牛顿第二定律的理解•同体性：公式中Ｆ、ｍ、ａ必须是同一研究对象•正比性：a与合外力F成正比，与质量m成反比•矢量性：a与合外力F的方向始终相同•瞬时性：a和合外力F是瞬时对应关系，某一时刻的力决定了这一时刻的加速度，如合外力F随时间变化，a也随时间变化，只有合外力F恒定时，a才恒定，物体才做匀变速运动。一、滑块质量不变时的实验数据滑块质量ｋｇ塑块质量ｍ／ｋｇ滑块所受拉力近似值Ｆ／Ｎ两光电门间距离Ｓ／ｍ由静止开始通过两光电门时间ｔ／ｓ加速度的计算值ａ／（ｍ．ｓ－2）二、滑块所受拉力不变时的实验数据F=N滑块质量M／ｋｇ滑块质量的倒数1/M（Kg）两光门间距离Ｓ／ｍ由静止开始通过两光电门时间ｔ／ｓ加速度的计算值ａ／（ｍ．ｓ－2）