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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复习思考影响物体加速度的因素？生活实例物体的加速度与物体所受外力以及物体的质量有关事实说明：m一定时，F大，加速度大F一定时，m大，加速度小a、F、m间的关系？新知导入猜想：基于简单的原则m一定时，F大，加速度大a∝F猜F一定时，m大，加速度小猜a∝1m—实验探究一加速度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？实验过程3（1）用天平测出小车和小盘的质量M和m，并把数据记录下来(要求：Mm)讨论交流：为什么要求𝑴𝒎呢？说明：𝑀为小车以及小车上的砝码的总质量𝑚为小盘以及小盘上的砝码的总质量注意:只有当小车的质量远大于小盘和砝码的总质量时,小车所受拉力𝑭才近似等于小盘和砝码的总重力。即𝑴𝒎时，我们认为𝑭=𝒎g。maFmgMaFmamgMagMmmaMmMmga1对𝒎:对𝑴:当Mm时，对小车即小车所受拉力𝑭才近似等于盘和砝码的总重力。Mmga实验过程3（1）用天平测出小车和小盘的质量M和m，并把数据记录下来(要求：Mm)（2）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把悬挂小盘的细绳系在小车上（3）平衡摩擦力（4）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通电源再放开小车，取下纸带，并标注牵引力（5）保持小车质量不变，在小盘内放入质量为m1的小物体，重复上述实验（6）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材数据处理数据采集1在上述实验的每条纸带上都选取一段比较理想（一般舍头去尾）的部分，选择计数点，测量相应的位移，计算打每条纸带的加速度ai(i=1、2、……)，并记录在表格中。小车质量M=kg次数牵引力F/NF=(m+mi)g加速度a/（m/s2）12345数据处理数据分析2用纵坐标表示加速度a，横坐标表示牵引力F，作a−F图象次数牵引力F/N加速度a123450.200.300.400.500.600.300.100.150.210.26F/Na/m·s－200.100.200.300.400.200.400.60a—F图象是一条过原点的倾斜直线a∝F实验探究二加速度a与物体的质量m的关系控制变量1实验设计保持小车所受合外力不变，改变小车的质量m，分析加速度a与质量m的关系装置设计2实验过程3（1）用天平测出小车质量M，并把数据记录下来（2）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把悬挂小盘的细绳系在小车上（3）平衡摩擦力（4）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通电源再放开小车，取下纸带，标注小车质量（5）保持小盘质量不变，在小车增加砝码质量为m1，重复上述实验（6）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材数据处理数据采集1在上述实验的每条纸带上都选取一段比较理想（一般舍头去尾）的部分，选择计数点，测量相应的位移，计算打每条纸带的加速度ai(i=1、2、……)，并记录在表格中。次数𝒎/𝐤𝐠𝒂/（𝐦/𝐬𝟐）𝟏𝒎/𝐤𝐠−𝟏10.4000.8612.5020.5000.6922.0030.7500.4701.3341.0000.3521.0051.2000.2900.83当拉力不变时𝒂𝑶𝒎𝒂−𝟏𝒎实验结论3𝒂−𝟏𝒎图象是一条过原点的倾斜直线说明：在牵引力一定时，a与m成反比𝒂−𝒎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？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。某同学根据测量数据画出𝒂−𝑭图线，表明实验中的问题是？𝒂𝑶𝒎没有平衡掉摩擦力你是否还有其他的实验方案？气垫导轨装置还可以利用气垫导轨和光电门来测量加速度。1、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,备有下列器材：A.电火花计时器；B.天平；C.停表；D.交流电源；E.电池；F.纸带；G.细绳、砝码、滑块；H.气垫导轨（一端带定滑轮）；I.毫米刻度尺；J.小型气泵。（1）实验中应选用的器材有；实验的研究对象是。（2）本实验分两大步骤进行:①；②。A、B、D、F、G、H、I、J放在气垫导轨上的滑块研究𝒂与𝑭的关系（𝒎一定）研究𝒂与𝒎的关系（𝑭一定）课堂练习2、某小组利用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、物体质量关系”的实验。实验中平衡摩擦力后，他们还调节木板上定滑轮，使牵引小车的细线与木板平行，这样做的目的（）A．避免小车在运动过程中发生抖动B．使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C．保证小车最终能够做匀速直线运动D．使细线拉力等于小车受到的合力小车打点计时器纸带D课堂练习3、实验探究加速度与力、质量的定量关系，下列认识正确的是（）A．𝑭、𝒎和𝒂三个物理量都有直接测量的工具；B．实验时为消除摩擦力对小车运动的影响，要将木板无滑轮的一端垫高，直到小车不挂重物时也能自己沿长木板运动起来；C．实验时重物通过细绳拉小车的力要比重物的重力小；D．根据实验数据，得到的𝑭不变时的𝒂−𝒎图象是过原点的倾斜直线。C课堂练习4、在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，我们用实验研究了小车“在质量一定的情况下，加速度和作用力的关系”；又研究了“在作用力一定的情况下，加速度和质量之间的关系”。这种研究物理问题的科学方法是（）A．建立理想模型的方法B．控制变量法C．等效替代法D．类比法B课堂练习5、“探究加速度与力、质量的关系”实验装置如图所示，为研究加速度𝒂与力𝑭之间的关系，下列说法正确的是（）A．需保持盘和砝码质量不变；B．需保持小车质量不变；C．盘和砝码的重力一定与小车受到的拉力大小相等D．处理数据时，作出𝒂−𝟏/𝑭图象能直观判断𝒂与𝑭之间的关系。B课堂练习6、在实验“探究加速度与质量的关系时”，下列说法中正确的是（）A．应改变拉力的大小；B．每次改变小车质量时，必须重新平衡摩擦力；C．为了直观判断二者之间的关系，应作出𝒂−𝟏/𝒎图象；D．平衡摩擦力时，应将重物用细线通过定滑轮系在小车上。C课堂练习