高一物理(4.21实验设计加速度与力质量的关系).2

第四章牛顿运动定律第2节实验设计:探究加速度与力、质量的关系物体的加速度a可能与哪些因素有关？mF1mF2F1F2当物体质量一定时，物体的加速度随着力的增大而增大.注意：这里的力指的是物体所受的合外力物体的加速度a可能与哪些因素有关？m2Fm1m2m1F当力的大小一定时，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外力一.实验设计思路控制变量法:1.保持物体的质量不变,测量物体在不同的外力作用下的加速度.分析a与F的关系.2.保持物体所受的外力相同,测量不同质量的物体的加速度.分析a与m的关系.二.实验设计方案方案中需要解决的两个问题:1.怎样测量（或比较）物体的加速度？2.怎样提供和测量物体所受的拉力F？GNFfGNFfF合外力=F-f怎样消除f的影响呢？GNFf若不挂重物时刚好能使小车在轨道上匀速运动，则摩擦力与重力的分力平衡，此时的合外力即为绳子的拉力F。以小车、一端带滑轮的长木板、粗线、砝码、天平、刻度尺、为实验器材，研究小车的运动。参考方案一注意：只有当盘和砝码的质量要比小车的质量小得多时，小车所受拉力才近似等于盘和砝码的总重力。光电门1光电门2挡光板△xt121212120ttxtxtvva参考方案二参考方案三小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、沙桶、刻度尺、天平为器材，研究小车运动。采用方案钩码的总重力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三.实验数据分析1.保持物体的质量不变，测量物体在不同的力作用下的加速度，分析加速度与力的关系.2.保持外力不变,测量不同质量的物体的加速度,分析加速度与质量的关系.小车质量M=g,小车上砝码质量m=g,小盘质量M’=g次数小车123456加速度a/ms-2盘中砝码质量m’1/g(M’+m’1)/g(表示F大小)F/Na/m·s-20.150.300.450.600.7500.10.20.30.40.5当小车质量不变时次数F/Na/m·s-210.100.14620.200.30230.300.42840.400.59250.500.751m/kga/m·s-20.20.40.60.81.000.20.40.60.81.01.2a/m·s-20.20.40.60.81.000.51.01.52.02.5/kg-1m1当拉力不变时次数m/kga/m·s-210.86120.75030.69240.35250.290加速度与质量的关系/kg-12.502.001.331.000.83m10.4000.5000.4701.0001.200实验结论：1、当m不变时，a与F的关系是：a∝F。2、当F不变时，a与m的关系是：a∝1/m。