实验：探究加速度与力、质量的关系、牛顿第二定律基础理论综合高一上学期物理人教版（2019）必修第一册.pptxVIP

第四章运动和力的关

系

实验：探究加速度与力、质量的关

系;

a与F关系?

a与m关系?;

一、实验思路

1.实验原理：加速度a和质量m、受力F都有关系，采用控制变量法分别探究加速度与力的关系、加速度与物体质量的关系.

2.实验设计

(1)保持小车质量不变，测量小车在不同力的作用下的加速度,分析加速度

与力的关系.;

二、进行实验

器材：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、

槽码、刻度尺、天平为器材，研究小车运动。;

a/ms-2

0.75

0.60

0.45

0.300.15

00.10.30.5F/N;

a/m·s-2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

00.20.40.60.81.01.2m/kg;

2.按图示的装置把实验器材安装好(小车上先不系绳),平衡摩擦力。

平衡摩擦力：把轨道的一端垫高，使重力的分力Gsinθ与摩擦力F?平衡。;

3.释放小车时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车.

4.描绘图像时，要使尽可能多的点落在所作直线上，不在线上的点应尽可能对称分布在图线两侧.;

图4-2-2

(1)打点计时器是一种计时仪器，常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的

都是交流电(选填“直流电”或“交流电”).

[解析]电磁打点计时器和电火花计时器使用的都是交流电.;

(2)下列说法中正确的是AC(填选项前的字母).

A.图中细线应保持与木板表面平行

B.每次改变小车质量后都需要重新平衡摩擦力

C.用盘和重物的总重力作为细线的拉力，对实验结果会产生影响

D.为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板的左端适当垫高

[解析]木板的右端适当垫高平衡摩擦力后，图中细线应保持与木板表面平行，拉力才能等于

合外力，故A正确；

每次改变小车的质量后，小车的重力沿木板的分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦

力，故B错误；

由于盘和重物加速下落，所以拉力小于总重力，当用盘和重物的总重力作为细线的拉力时，对

实验结果会产生影响，故C正确；

为了消除摩擦力对实验的影响，可以把木板的右端适当垫高，使重力沿木板的分力等???摩擦

力，则小车受到的合外力等于拉力，故D错误.;

(3)某同学在实验中打出的一条纸带如图4-2-3所示，他选择了几个计时点A、

B、C、D、E作为计数点，相邻两计数点间还有4个计时点没有标出，其中X?=7.06cm、X?=7.68cm、X?=8.30cm、X?=8.92cm,那么打B点时的瞬时速度大小是0.74m/s;小车加速度的大小是0.62m/s2.(打点计时器所接电源频率为50Hz,计算结果均保留两位有效数字);

[解析]由于相邻两计数点间还有4个计时点没有标出，所以相邻两计数点间的时

间间隔T=0.1s,利用匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，

有;知道四组连续相等时间内的位移，可利用匀变速直线

运动的推论△x=aT2,有;

(4)某次实验测得如下数据：当m一定时，a与F的数据如表1所示；当F一定

时，a与的数据如表2所示.

表1;

(1)在如图4-2-6所示的相应坐标系中，根据表1、表2所给数据作出图像.;

[答案]如图所示;

(5)由图像可以判定：当m一定时，a与F成正比；当F一定时，a与m成

反比

(6)在研究a与m的关系时，作了图像，而没作a-m图像，那么作

像是直线，能够直观、准确地找出规律;

1.研究方法：控制变量法

2.数据处理方法：图象法;

第四章运动和力的关系

4.3牛顿第二定律

一、牛顿第二定律的表达式;

F

【比例式】ao

m

【等式】F=kma各量单位未知时k是比例系数，没有单位。

F指的是物体所受的合力(单位取N);

二、力的单位;;

(3)矢量性：a与F的方向总是相同

(4)瞬时性：a与F总是同生同灭同变化;

1.(多选)下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解正确

的是(CD)

A.由F=ma可知，物体所受的合力