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1、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:
2、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。参参 考考 方方 案案 一一注意：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xt12参参 考考 方方 案案 二二参参 考考 方方 案案 三三小车、打点计时器、纸带、一端带滑 轮的长木板、细线、砝码、沙
3、桶、刻 度尺、天平为器材，研究小车运动。采采 用用 方方 案案钩码的总重力 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m1/g(M+m1)/ g (表示F大 小)F/ / Na/ms -20.150.300.450.600.750 0.1 0.2 0.3
4、0.4 0.5当小 车质 量不 变时次数F/N a/m s -2 1 2 3 4 50.10 0.146 0.20 0.302 0.30 0.428 0.40 0.5920.50 0.751如何更直如何更直 观地处理观地处理 数据？数据？m/ / kga/ms -20.20.40.60.81.00 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2a/ms -20.20.40.60.81.00 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 /kg -1m1当 拉 力 不 变 时次数m/kga/m s -2 1 2 3 4 5加加 速速 度度 与与 质质 量量 的的 关关 系系/kg -1 2.50 2.00 1.33 1.00 0.83m1 0.400 0.861 0.500 0.692 0.750 0.470 1.000 0.352 1.200 0.290实验结论： 1、当m不变时，a与F的关系 是：aF。 2、当F不变时，a与m的关系 是：a1/m。
