1、第四章 2 实验 探究加速度与力、质量的关系一、课前自主学习1物体的加速度与_和_两个因素有关。如果物体的加速度为零，物体的速度（运动状态）不会发生变化。物体的速度（运动状态）在发生变化，说明物体的加速度不为零。物体只有受到力的作用，速度（运动状态）才可能发生变化，所以可以说“力是改变物体运动状态的原因”，也可以说“力是产生加速度的原因” 。在质量相同的情况下，合力越大，物体的加速度_。在合外力相同的情况下，物体的质量（惯性）越大，运动状态改变越_（慢、快），即加速度越_（大、小）。2加速度既与力有关，又与质量有关。当一个物理量与多个因素有关时，为了弄清它们之间的关系，物理学中常用的一种方法叫
2、做_法。即：首先保持物体所受的外力不变，研究_与_的关系；然后保持物体的质量不变，研究_和_的关系；最后经过总结推理，得出加速度与力、质量的关系。3实验装置如图所示，我们可以近似地认为小车受到的拉力等于盘和重物的总重量，可以通过增减小盘中的重物可以改变_。通过在小车内增减重物以以改变小车的_。4怎样消除打点计时器对小车的阻力及其他阻力？平衡摩擦力时，应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上吗？_。每一次改变了改变了小车的质量后，需要重新平衡摩擦力吗？5为什么只能近似地认为小车受到的拉力等于盘和重物的总重量？（此问题可以待以后再解释）高盘和重物的质量为m，小车的质量为M，在本实验中m和M之间应满足什么
3、关系？ 6怎样通过纸带求出小车的加速度？7如何直观地判断a与F的关系？如何检验a与m是否成反比？8当物体做初速度为零的匀加速直线运动时，为什么可以用位移x1x2之比代替加速度a1a2之比？二、第一种方案（图象法）实验步骤：1安装实验装置。2平衡摩擦。调整轨道的倾角，轻推小车，使小车在不受牵引时能拖着纸沿沿木板匀速运动。3在小车质量不变的情况下，探究加速度与力的关系。用天平测出小盘和重物的质量m，计算出拉力F=mg，将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上。将小车靠近打点计时器，先接电源再释放小车，打出纸带，计算出加速度a。将F和a记录在表1中。逐次增加小盘中的重物的质量，重复第步。以F为横坐标，a为纵
4、坐标，作出aF图象，判断a与F的关系。4在小车所受拉力不变的情况下，探究加速度与质量的关系。测出小车的测质量，保证小车所受的拉力不变，在小车上放置不同数量的重物，改变小车的质量，测出小车不同质量对应的加速度。将小车的质量M和加速度a记录在表2中。在表格中计算出M的倒数，记录在表中。以1/M为横坐标，以a为纵坐标，作出a1/M图象，判断a与M的关系。5综合上述两个实验结论，总结出实验结论。数据记录：表1： 表2：实验次数Fa12345实验次数M1/Ma12345数据处理：由上述实验得到的结论：_。三、第二种方案（对比分析法）（见课本P73参考案例一）1研究加速度与力的关系：取两个质量相同的小车放
5、在长木板上，小车的前端各系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘。（图见课本4.2-5）盘中放有数目不等的砝码，使两小车自静止开始在不同拉力作用下匀加速运动，小车所受拉力F的大小可以认为等于砝码和盘所受重力的大小（保证小车质量比砝码和盘质量大的多），小车后端系上细绳，用一只夹子夹住，以同时控制两小车。使两车同时运动，同时停止，分别测出两小车的位移x1和x2，所受的拉力F1和F2。判断x1x2与F1F2是否相等。改变F重做几次。2研究加速度与质量的关系：在两个盘子里放上相同数目的砝码，使两小车所受的拉力相等而在一个小车 的上面加放砝码以增加其质量使两车同时运动，同时停止，分别测出两小车的位移x1和x2，两小车的质量m1和m2。判断x1x2与m2m1是否相等。改变m重做几次。3数据记录：表1： 表2：实验次数F1F2x1x212345实验次数m2m1x1x212345四、问题讨论1图象出现的情况是什么原因？2图象出现的情况是什么原因？3图象出现的情况是什么原因？