1、第四章 牛顿运动定律 第二节 牛顿第二定律(2)探究加速度与力、质量的关系之实验操作 前文回顾 实验目的:探究加速度与力、质量的关系 实验中需要测量哪些物理量?质量、拉力和加速度 实验方案 (1)m一定时,a与F的关系(2)F一定时,a与m的关系 实验名称探究加速度与物体受力、物体质量的关系应用控制变量的方法进行实验,探究物体加速度与物体受力、物体质量的关系。实验目的实验原理由牛顿第一定律可知,力是使物体运动状态发生改变的原因,而物体运动状态发生改变时,物体就具有了加速度,因此力是使物体产生加速度的原因。物体的加速度a与物体受到的力F、物体的质量m均有关。需通过控制变量法研究加速度与物体受力、
2、物体质量之问的定量关系。实验器材 替换为小桶+小铁块*3可随意调整角度,实验前要保持平稳可插拔贴片,改变小车的质量实验方法悬挂在细线下端的重物在竖直方向运动,当总质量m足够小时,可认为细线中的拉力F=mg,小车受到的力等于mg。运用控制变量法进行实验。先保持小车质量M不交,改变力F的大小,探究小车加速度a与F的定量关系;再保持力F不变,改变小车质量M,探究小车加速度a与M的定量关系。综合两种情况下的实验结果,通过分析即可得出加速度a与小车所受的力F、小车质量M三者之间的定量关系。实验步骤(1)搭建图4-4 所示的实验装置,使细绳与轨道保持平行。(2)调节轨道两端的高低,轻推小车(细绳不挂重物时
3、),获得小车在轨道上运动的v-t图像是一条平行于 t 轴的图线。实验步骤实验一:探究物体质量一定时,加速度与物体受力的定量关系。(3)测量小车质量M和重物质量m。(4)保持小车质量不变,挂上不同质量的重物,释放小车使其在拉力作用下加速运动,测得小车运动的加速度大小,记录实验数据。实验步骤实验二:探究物体受力一定时,加速度与物体质量的定量关系。(5)保持重物质量不变,改变小车的质量M大小(在小车上依次增减配重片)。多次测量并记录数据。(6)整理器材。实验数据记录实验序号质量 m/kg加速度a/(ms2)123456实验序号拉力 F/N加速度a/(ms2)123456表41 实验数据记录表(一)M
4、=_kg表41 实验数据记录表(二)m=_kg数据分析(a)m 一定时,a 与 F 的关系(b)F一定时,a 与 m 的关系aOFaOm数据分析(c)F一定时,a 与1/m 的关系aO1/m实验结论(1)小车质量M一定时,加速度和外力成正比。(2)小车所受拉力F一定时,加速度和质量成反比。牛顿第二定律的内容1.物体的加速度a跟作用在物体上的合外力F成正比,跟物体的质量m成反比。当适当选取单位使 k=1,则:F=ma 使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力,规定为1N.2.数学式:1amFamFak maFFkma牛顿第二定律的内容 在国际单位制中质量的单位为kg,加速度的单位为m/s2,力的单位就是kgm/s2,后人为了纪念牛顿,将“牛顿”命名为力的单位,用符号N表示,即1 N=1 kgm/s2。按上述规定,使质量为1 kg物体产生1 m/s2加速度的力为1 N。实际上,物体所受的力往往不止一个。我们可以将物体所受的多个力等效为一个力合力。上式中F指的就是物体所受的合力。则:F合=ma实验思考大家得到的直线图像都过坐标轴原点吗?为什么可以把重物的重力大小近似为绳子拉力?作业33课堂作业 THANKS