高一物理必修一探究加速度与力质量关系.ppt

物理必修1 · 第四章 牛顿运动定律 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： 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： 某同学根据测量数据画出a-F图线，表明实验中的问题是: 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 加速度a与质量m的定量关系 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 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： 牛顿第二定律的数学表达式 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。 * 2 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 m F1 m F2 F1F2 m2 F m1m2 m1 F 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? 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？ 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 5 4 3 2 1 位移x2/cm 拉车砝码（g） 位移x1/cm 拉车砝码（g） 次数 小车2 小车1 供参考二： 5 4 3 2 1 位移x2/cm 小车质量（g） 位移x1/cm 小车质量（g） 次数 小车2 小车1 供参考二： F2 /F1 x2/x1 0 4 3 2 1 次数 探究加速度与力的关系 x2 x1 F2 F1 F a a1 a2 x2/x1 0 探究加速度与质量的关系 4 3 2 1 次数 M2 / M1 x2 x1 M2 M1 M1 / M2 M1 M2 a m 1 a1 a2 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 5 4 3 2 1 加速度a (m/s2) 小车质量(g) 加速度a (m/s2) 拉车砝码（g） 次数 小车 小车 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？ F a 0 没有平衡掉摩擦力 F a 0 a 0