第二節(jié)影響加速度的因素第三節(jié)探究加速度與力質(zhì)量的定量關(guān)系

1、第二節(jié)第二節(jié) 影響加速度的因素影響加速度的因素第三節(jié)第三節(jié) 探究加速度與力、探究加速度與力、 質(zhì)量的定量關(guān)系質(zhì)量的定量關(guān)系觀察視頻思考問題觀察視頻思考問題1.1.描繪速度變化快描繪速度變化快慢的物理量是誰慢的物理量是誰? ?2.2.兩輛車哪一個啟兩輛車哪一個啟動的快？動的快？1 1. .理解加速度大小與力有關(guān)，也與質(zhì)量有關(guān)理解加速度大小與力有關(guān)，也與質(zhì)量有關(guān)2 2. .通過實驗探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系通過實驗探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系( (重點重點) )3 3. .理解控制變量法理解控制變量法4 4. .學會用圖像學會用圖像尋找規(guī)律尋找規(guī)律 年年 代代代表人物代表人物對力和運動關(guān)系的看法對力

2、和運動關(guān)系的看法2 0002 000年前年前古希臘古希臘亞里士多德亞里士多德 力是維持物體運動狀態(tài)的原因力是維持物體運動狀態(tài)的原因1717世紀世紀意大利意大利伽利略伽利略物體的運動并不需要力來維持。物體的運動并不需要力來維持。16871687年年英國英國牛牛 頓頓一切物體總保持勻速直線運動狀一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)（慣性），直到有態(tài)或靜止狀態(tài)（慣性），直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。法拉利法拉利F2003-GAF2003-GA賽車賽車與著名與著名戰(zhàn)斗機戰(zhàn)斗機“颶風颶風2000”2000”的一場的一場 “ “巔峰對決巔峰對決”【交流與思考交流與思考】

3、1 1. .用大小不同的力去推小車，哪一個速度變化用大小不同的力去推小車，哪一個速度變化得得快？快？力大的力大的2 2. .用相同的力去推空車和滿載的車，哪一個速度變化用相同的力去推空車和滿載的車，哪一個速度變化得得快？快？空車空車物體的速度發(fā)生了改變，就是說物體產(chǎn)生物體的速度發(fā)生了改變，就是說物體產(chǎn)生了了加速度加速度。加速度的大小與什么因素有關(guān)呢？加速度的大小與什么因素有關(guān)呢？探尋影響加速度大小的因素探尋影響加速度大小的因素探尋影響加速度大小的因素探尋影響加速度大小的因素1 1. .影響因素影響因素加速度與物體所受合外力有關(guān)，與物體的質(zhì)量有加速度與物體所受合外力有關(guān)，與物體的質(zhì)量有關(guān)。關(guān)。2

4、 2. .如何尋找它們之間的關(guān)系如何尋找它們之間的關(guān)系控制變量法：控制變量法：質(zhì)量不變，探究加速度質(zhì)量不變，探究加速度與與合合外外力的關(guān)系。力的關(guān)系。合合外外力不變，探究加速度力不變，探究加速度與與質(zhì)量的關(guān)系。質(zhì)量的關(guān)系。一、影響加速度的因素一、影響加速度的因素3.3.實驗思路實驗思路質(zhì)量一定時：質(zhì)量一定時：改變合外力改變合外力, ,看加速度看加速度a a如何變化如何變化合外力一定時：合外力一定時：改變小車質(zhì)量改變小車質(zhì)量m m，看加速度，看加速度a a如何變化如何變化4 4. .實驗裝置實驗裝置如何求如何求a a？當當v v0 0=0=0時：時：變形得：變形得：s s相同，相同，t t越長，

5、越長，a a就越小。就越小。21sat222Sat實驗一實驗一：質(zhì)量不變，探究加速度跟合外力的關(guān)系質(zhì)量不變，探究加速度跟合外力的關(guān)系思考思考1 1：合外力的來源？：合外力的來源？重力的分力重力的分力 Gsin Gsin思考思考2 2：如何改變合外力？：如何改變合外力？改變改變實驗數(shù)據(jù)記錄表格實驗數(shù)據(jù)記錄表格木板的傾木板的傾角角小車所受的合小車所受的合力力F F合合小車下滑的時小車下滑的時間間t t小車的加速小車的加速度度a a小小較小較小較大較大小小較小較小較大較大小小較小較小較大較大較長較長較短較短短短實驗實驗二二: :合外力不變，探究加速度跟質(zhì)量的關(guān)系合外力不變，探究加速度跟質(zhì)量的關(guān)系思考

6、思考1:1:如何改變小車質(zhì)量如何改變小車質(zhì)量? ?通過在小車上增減鉤碼改變小車質(zhì)量通過在小車上增減鉤碼改變小車質(zhì)量思考思考2:2:小車質(zhì)量改變時，它所受的合外力保持不小車質(zhì)量改變時，它所受的合外力保持不變嗎？為什么？變嗎？為什么？F F合合=Gsin=mgsin=Gsin=mgsin所以，要保持合外力不變：當小車質(zhì)量所以，要保持合外力不變：當小車質(zhì)量m m增大時增大時, ,要要。減小減小實驗數(shù)據(jù)記錄表格實驗數(shù)據(jù)記錄表格小車的質(zhì)小車的質(zhì)量量m m木板的傾木板的傾角角小車下滑的小車下滑的時間時間t t小車的加速小車的加速度度a a空車空車加一個鉤加一個鉤碼碼加兩個鉤加兩個鉤碼碼較大較大短短較大較大

7、較小較小較短較短較小較小小小較長較長小小探究結(jié)論：探究結(jié)論：m m不變時，不變時，F(xiàn) F越大，越大，a a越大越大； F F不變時，不變時，m m越大，越大，a a越小。越小。那么，那么，a a與與F F和和m m的具體關(guān)系如何？的具體關(guān)系如何？二、二、加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系1 1. .實驗裝置實驗裝置2 2. .功能介紹功能介紹氣墊導軌氣墊導軌: :減少軌道摩擦減少軌道摩擦光電門光電門: :光電門對時間的記錄是非常準確的，如果光電門對時間的記錄是非常準確的，如果能測得擋光片的寬度能測得擋光片的寬度LL和擋光片經(jīng)過光電門的時和擋光片經(jīng)過光電門的時間間tt，就可以求

8、得擋光片通過光電門的平均速度。，就可以求得擋光片通過光電門的平均速度。如果擋光片不是很寬，可以認為這個速度就是擋如果擋光片不是很寬，可以認為這個速度就是擋光片通過光電門的瞬時速度。光片通過光電門的瞬時速度。3.3.計算方法計算方法利用光電門記錄擋光片從通過第一個光電門到通利用光電門記錄擋光片從通過第一個光電門到通過第二個光電門的時間過第二個光電門的時間T T。21vvaT4 4. .加速度與力的定量關(guān)系加速度與力的定量關(guān)系采用控制變量法，保持滑塊質(zhì)量不變，改變鉤碼質(zhì)量采用控制變量法，保持滑塊質(zhì)量不變，改變鉤碼質(zhì)量5.5.加速度與質(zhì)量的定量關(guān)系加速度與質(zhì)量的定量關(guān)系方法同樣是采用控制變量的方法，

9、即維持滑塊所方法同樣是采用控制變量的方法，即維持滑塊所受的拉力不變，改變滑塊的質(zhì)量。受的拉力不變，改變滑塊的質(zhì)量。6 6. .實驗數(shù)據(jù)的圖實驗數(shù)據(jù)的圖像像表示表示Fa0ma01/ma0通過對數(shù)據(jù)的記錄，可以得到如上圖所示的通過對數(shù)據(jù)的記錄，可以得到如上圖所示的a-Fa-F、a-ma-m、a-1/ma-1/m圖像圖像在誤差允許的范圍內(nèi)在誤差允許的范圍內(nèi), a-F, a-F、a-1/ma-1/m所連接的圖線都所連接的圖線都是直線，說明了加速度與合外力、質(zhì)量間的關(guān)系。是直線，說明了加速度與合外力、質(zhì)量間的關(guān)系。1 1. .影響加速度的因素：影響加速度的因素：F F、m m2 2. .實驗方法：實驗方

10、法：控制變量法控制變量法3 3. .探究結(jié)論：探究結(jié)論：加速度加速度a a與與F F成正比，與質(zhì)量成正比，與質(zhì)量m m成反比成反比1.1.下列敘述的各種情況中，物體運動狀態(tài)不發(fā)生下列敘述的各種情況中，物體運動狀態(tài)不發(fā)生變化的是（變化的是（ ）A.A.豎直上拋的物體至最高點時豎直上拋的物體至最高點時B.B.靜止在加速行駛的汽車車箱里的物體靜止在加速行駛的汽車車箱里的物體C.C.不停地行進在摩擦力不計的水平冰面上的物體不停地行進在摩擦力不計的水平冰面上的物體D.D.站在勻速上升的電梯中的人站在勻速上升的電梯中的人CDCD解解析析：物體運動狀態(tài)變化指的是速度變化，是一個物體運動狀態(tài)變化指的是速度變化

11、，是一個過程，考慮的是某一瞬間與接下來的另一瞬間物體過程，考慮的是某一瞬間與接下來的另一瞬間物體運動狀態(tài)是否相同，若相同，運動狀態(tài)不變，否則運動狀態(tài)是否相同，若相同，運動狀態(tài)不變，否則就發(fā)生了變化。基于此，豎直上拋到最高點的物體就發(fā)生了變化。基于此，豎直上拋到最高點的物體雖然此時速度為零，但因為加速度（即重力）的原雖然此時速度為零，但因為加速度（即重力）的原因，下一瞬間，速度不為零，因此物體在此位置時因，下一瞬間，速度不為零，因此物體在此位置時運動狀態(tài)處在變化之中，所以正確選項為運動狀態(tài)處在變化之中，所以正確選項為CDCD。2.2. 用如圖甲所示的裝置做用如圖甲所示的裝置做“探究加速度探究加速

12、度a a與力與力F F、質(zhì)量質(zhì)量m m的關(guān)系的關(guān)系”的實驗。的實驗。（1 1）為使小車所受的合外力近似等于小桶和細砂）為使小車所受的合外力近似等于小桶和細砂的總重力，除需要進行的總重力，除需要進行“平衡摩擦力平衡摩擦力”的操作以的操作以外，還需要保證外，還需要保證 ；打點計時器打點計時器小車小車紙帶紙帶水平桌面水平桌面輕細線輕細線小桶及細砂小桶及細砂（2 2）某次實驗中得到的一條紙帶如圖乙所示，）某次實驗中得到的一條紙帶如圖乙所示，A A、B B、C C、D D、E E、F F、G G為為7 7個相鄰的計數(shù)點，相鄰兩個個相鄰的計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為計數(shù)點間的時間間隔為0.1 s0

13、.1 s，為了使用圖像的方，為了使用圖像的方法得出小車的加速度，需要計算出各計數(shù)點的瞬法得出小車的加速度，需要計算出各計數(shù)點的瞬時速度，利用圖乙中的數(shù)據(jù)計算出的計數(shù)點時速度，利用圖乙中的數(shù)據(jù)計算出的計數(shù)點C C時小時小車瞬時速度大小為車瞬時速度大小為 m/sm/s。（計算結(jié)果保留兩。（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）位有效數(shù)字）答案：答案：（1 1）小桶與細砂的總質(zhì)量遠小于小車的總）小桶與細砂的總質(zhì)量遠小于小車的總質(zhì)量（質(zhì)量（2 2）0.370.373.3.在在“探究加速度探究加速度a a與質(zhì)量與質(zhì)量m m的關(guān)系的關(guān)系”時，保持細砂和時，保持細砂和小桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量小桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量

14、m m，分別記錄小車加速，分別記錄小車加速度度a a與其質(zhì)量與其質(zhì)量m m的數(shù)據(jù)。在分析處理時，該組同學產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。在分析處理時，該組同學產(chǎn)生分歧；甲同學認為應根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出小車加速度分歧；甲同學認為應根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出小車加速度a a與其質(zhì)量與其質(zhì)量m m的圖像，乙同學認為應該根據(jù)實驗中測得的圖像，乙同學認為應該根據(jù)實驗中測得的數(shù)據(jù)作出小車加速度的數(shù)據(jù)作出小車加速度a a與其質(zhì)量倒數(shù)的圖像。兩位與其質(zhì)量倒數(shù)的圖像。兩位同學都按照自己的方案將實驗數(shù)據(jù)在坐標系中進行了同學都按照自己的方案將實驗數(shù)據(jù)在坐標系中進行了標注。但尚未完成圖像（如下圖所示）。你認為同標注。但尚未完成圖像（如下圖所示）。你認

15、為同學學 （填（填“甲甲”或或“乙乙”）的方案更合理。請）的方案更合理。請繼續(xù)幫助該同學作出坐標中的圖像。繼續(xù)幫助該同學作出坐標中的圖像。答案：答案：乙乙 如圖如圖 4.4.在在“探究加速度探究加速度a a與合力與合力F F的關(guān)的關(guān)系系”時，保持小車的質(zhì)量不變，時，保持小車的質(zhì)量不變，改變小桶中細砂的質(zhì)量，該同學改變小桶中細砂的質(zhì)量，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a a與合與合力力F F的圖線如圖，該圖線不通過坐標原點，試分析的圖線如圖，該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點的原因圖線不通過坐標原點的原因. . 答：答： 答案：答案：實驗前未平衡摩擦力實驗前未平

16、衡摩擦力5.5.某同學設計如圖所示的實驗裝置某同學設計如圖所示的實驗裝置“探究加速度探究加速度與力、質(zhì)量與力、質(zhì)量”的關(guān)系的關(guān)系下述操作步驟的安排不盡合理，請將合理的順序以下述操作步驟的安排不盡合理，請將合理的順序以字母代號的形式填在下面的橫線上字母代號的形式填在下面的橫線上_。A A按上圖所示把實驗器材安裝好，只是不把懸掛鉤按上圖所示把實驗器材安裝好，只是不把懸掛鉤碼的細繩系在小車上碼的細繩系在小車上( (即不給小車加牽引力即不給小車加牽引力) )。B B用縱坐標表示加速度，橫坐標表示力，根據(jù)實驗用縱坐標表示加速度，橫坐標表示力，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標平面上畫出相應的點。若這些點在一條結(jié)果在坐標

17、平面上畫出相應的點。若這些點在一條直線上，便證明了加速度與作用力成正比的結(jié)論。直線上，便證明了加速度與作用力成正比的結(jié)論。C C用天平測出小車的質(zhì)量用天平測出小車的質(zhì)量M M，把數(shù)值記錄下來。，把數(shù)值記錄下來。D D把細繩系在小車上，并繞過滑輪懸掛鉤碼。先接把細繩系在小車上，并繞過滑輪懸掛鉤碼。先接通電源再放開小車，取下紙帶，在打點紙帶上標上通電源再放開小車，取下紙帶，在打點紙帶上標上紙帶號碼。紙帶號碼。E E平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木板，反復移動薄木板的位置，直至小墊上一塊薄木板，反復移動薄木板的位置，直至小車在斜面上運動

18、時保持勻速運動狀態(tài)，這時小車拖車在斜面上運動時保持勻速運動狀態(tài)，這時小車拖著紙帶運動時受到的摩擦力恰好與小車所受的重力著紙帶運動時受到的摩擦力恰好與小車所受的重力在斜面方向上的分力平衡。在斜面方向上的分力平衡。F F保持小車的質(zhì)量不變，依次改變懸掛鉤碼的個保持小車的質(zhì)量不變，依次改變懸掛鉤碼的個數(shù)，分別重復步驟數(shù)，分別重復步驟D D，將數(shù)值記錄在紙帶上，將數(shù)值記錄在紙帶上( (或表或表格內(nèi)格內(nèi)) )。G G在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，按在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，按“測定勻變速直線運動的加速度測定勻變速直線運動的加速度”實驗中的方法實驗中的方法算出每條紙帶的加速度算出每條紙帶的加