第2节 科学探究：加速度与力、质量的关系（教学课件）物理鲁科版2019必修第一册

第五章 牛顿运动定律 第二节 科学探究：加速度与力、质量的关系 1 合外力 0 力与运动状态 力是改变物体运动状态的原因 相同的力作用在质量不同的物体，质量小的物体速度变化快。 运动状态不变 速度不变 静止 匀速 保持 或 运动状态改变 速度改变 大小 方向 改变 或 力是使物体产生加速度的原因 任何物体都有惯性 质量大惯性大 质量小惯性小 合外力 0 不同的力作用在相同质量的物体，受合外力大的物体速度变化快。 又 力与运动状态 推车的人越多，推力越大，车的速度改变就越快 日常生活中的现象 相同推力，若是空车，则比满载时速度改变快 猜想 ？ ？ 实验 探究 1、实验方法选择： 质量相同时，加速度与力的关系 力相同时，加速度与质量的关系 实验设计 探究 控制变量法 3、如何施加并测量物体所受的外力? 每次实验时力要持续作用并保持恒定，使小车做匀加速直线运动 用已知质量的重物（如钩码）来产生稳定的拉力； 2、实验中需要测量哪些量？ 研究对象（选小车）的质量，加速度，所受的合外力 即： 当重物的质量m远小于小车的质量M时，可以认为小车受到的拉力大小等于重物所受的重力。 F mg 实验设计 5、能不能排除摩擦力的影响，使拉力即为小车所受的合外力? 平衡摩擦力。 4、如何测量小车的加速度? 打点计时器 通过打点计时器打出来的纸带进行计算 ★ 平衡摩擦力：将木板的一端适当垫高。 平衡摩擦力后，重物的重力即当做是小车所受的合外力 ★ 如何判断刚好平衡？不挂重物，给小车一定的初速度，小车拖动纸带运动，打点计时器在纸带上打点，观察点距是否相等。 实验设计 平衡摩擦力 实验结论 比较纸带点的密集情况，可以得到什么结论？ 点越密集，说明相同时间内位移越大，因此加速度越大。 相同质量，力越大，加速度越大。 F 实验结论 结论：质量一定时，加速度与力的大小成正比 实验结论 比较纸带点的密集情况，可以得到什么结论？ 点越密集，说明相同时间内位移越大，因此加速度越大。 相同力，质量越小，加速度越大。 M 实验结论 结论：力的大小一定时，加速度与质量成反比 实验结论 结论：力的大小一定时，加速度与质量的倒数成正比 问题讨论 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，研究加速度与力的关系时，当牵引小车的物体质量取值较大时，得到的图象将有明显的弯曲，如图所示，试分析其原因。 F a O 当重物的质量较大时，导致m<<M不再成立，小车受到的拉力不能再等于重物的重力 问题讨论 甲、乙两同学在“探究加速度与合外力F的关系”时，分别得到下图所示的图象，这说明了什么? F a O 乙 甲 图象不过原点，说明平衡摩擦力有问题。 甲力增加到某个值才有加速度，说明：没有平衡摩擦力或平衡不足 乙没有拉力是就有加速度，说明：平衡摩擦力时，木板无滑轮端垫得过高 作业 $