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1、实验探究牛顿第二定律第1页，本讲稿共24页某同学用打点计时器测定加速度，在得到的纸带某同学用打点计时器测定加速度，在得到的纸带上选取七个计数点（相邻两个计数点之间还有四上选取七个计数点（相邻两个计数点之间还有四个点未画出）个点未画出）,如图所示，图中如图所示，图中x1=4.81cm，x2=5.29cm,x3=5.76cm，x4=6.25cm，x5=6.71cm，x6=7.21cm。已知打点计时器所用。已知打点计时器所用交流电频率为交流电频率为50Hz，求，求CDEF四点的瞬时速度。四点的瞬时速度。填于表格中；求加速度的大小（结果保留两位有填于表格中；求加速度的大小（结果保留两位有效数字）。效数
2、字）。A BCDEFGx1x2x3x4x5x6第2页，本讲稿共24页纸带分析纸带分析1：瞬时速度的求解：瞬时速度的求解图中图中x1=4.81cm，x2=5.29cm,x3=5.76cm，x4=6.25cm，x5=6.71cm，x6=7.21cm Vc=VD=VE=VF=A BCDEFGx1x2x3x4x5x6瞬时速瞬时速度度CDEF（m/s）0.550.600.650.70第3页，本讲稿共24页纸带分析纸带分析2：加速度的求解：加速度的求解瞬时速度瞬时速度CDEF（m/s）0.550.600.650.70第4页，本讲稿共24页纸带分析纸带分析2：加速度的求解：加速度的求解2.逐差法求加速度（偶
3、数组）逐差法求加速度（偶数组）图中图中x1=4.81cm，x2=5.29cm,x3=5.76cm，x4=6.25cm，x5=6.71cm，x6=7.21cm。x1=x4-x1=3a1 T2a1=（x4-x1）/3 T2 x2=x5 x2=3a2 T2a2=（x 5 x2）/3 T2 x3=x6 x3=3a3 T2a3=（x6 x3）/3 T2A BCDEFGx1x2x3x4x5x6第5页，本讲稿共24页复习思考复习思考复习思考复习思考2实验实验实验实验:探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系牛顿第一定律牛顿第一定律牛顿第一定律牛
4、顿第一定律从牛顿第一定律你能做出那些思考？从牛顿第一定律你能做出那些思考？从牛顿第一定律你能做出那些思考？从牛顿第一定律你能做出那些思考？物体运动状态改变的原因是什么物体运动状态改变的原因是什么物体运动状态改变的原因是什么物体运动状态改变的原因是什么运动状态变化运动状态变化速度变化速度变化加速度加速度力力迫使迫使迫使迫使迫使迫使表现为表现为表现为表现为表现为表现为产生产生产生产生产生产生产生产生产生产生产生产生力是产生加速度的原因力是产生加速度的原因第6页，本讲稿共24页问题问题问题问题影响物体加速度的因素？影响物体加速度的因素？生活实例生活实例生活实例生活实例物体的加速度与物物体的加速度与物
5、体所受外力以及物体所受外力以及物体的质量有关体的质量有关事实说明：事实说明：事实说明：事实说明：m m 一定时，一定时，一定时，一定时，F F 大，加速度大大，加速度大大，加速度大大，加速度大 F F 一定时，一定时，一定时，一定时，m m 大，加速度小大，加速度小大，加速度小大，加速度小a a、F、mm 间的定关系？间的定关系？第7页，本讲稿共24页猜想猜想猜想猜想基于简单的原则基于简单的原则m m m 一定时，一定时，一定时，一定时，一定时，一定时，F F F 大，加速度大大，加速度大大，加速度大大，加速度大大，加速度大大，加速度大 a a F F猜猜猜猜猜猜F F F 一定时，一定时，一
6、定时，一定时，一定时，一定时，m m m 大，加速度小大，加速度小大，加速度小大，加速度小大，加速度小大，加速度小猜猜猜猜猜猜a a 1 1 1m mm第8页，本讲稿共24页实验探究实验探究实验探究实验探究加速度加速度加速度加速度 a a 与合外力与合外力与合外力与合外力 F F 的关系的关系的关系的关系实验设计实验设计保持物体质量不变，改变物体所受外力，分析加速度保持物体质量不变，改变物体所受外力，分析加速度保持物体质量不变，改变物体所受外力，分析加速度保持物体质量不变，改变物体所受外力，分析加速度保持物体质量不变，改变物体所受外力，分析加速度保持物体质量不变，改变物体所受外力，分析加速度
7、a a a 与与与与与与外力外力外力外力外力外力 F F F 的关系的关系的关系的关系的关系的关系控制变量控制变量控制变量控制变量控制变量控制变量1 1 1装置设计装置设计装置设计装置设计装置设计装置设计2 2 2纸带纸带纸带纸带纸带纸带小车小车小车小车小车小车托盘托盘托盘托盘托盘托盘问题问题问题问题1如何测量加速度？如何测量加速度？如何测量加速度？如何测量加速度？问题问题2 2如何测量小车受到的拉力？如何测量小车受到的拉力？如何测量小车受到的拉力？如何测量小车受到的拉力？问题问题3如何减小摩擦力的影响？如何减小摩擦力的影响？如何减小摩擦力的影响？如何减小摩擦力的影响？第9页，本讲稿共24页实
8、验探究实验探究实验探究实验探究实验过程实验过程实验过程实验过程实验过程实验过程3 3 3（1 1 1）用天平测出小车和小盘的质量）用天平测出小车和小盘的质量）用天平测出小车和小盘的质量）用天平测出小车和小盘的质量）用天平测出小车和小盘的质量）用天平测出小车和小盘的质量 M M M 和和和和和和m mm，并把，并把，并把，并把，并把，并把 数据记录下来数据记录下来数据记录下来数据记录下来数据记录下来数据记录下来(要求：要求：要求：要求：要求：要求：MMM m mm)说明：说明：说明：说明：说明：说明：M M M 为小车以及小车上的砝码的总质量为小车以及小车上的砝码的总质量为小车以及小车上的砝码的
9、总质量为小车以及小车上的砝码的总质量为小车以及小车上的砝码的总质量为小车以及小车上的砝码的总质量 m m m 为小盘以及小盘上的砝码的总质量为小盘以及小盘上的砝码的总质量为小盘以及小盘上的砝码的总质量为小盘以及小盘上的砝码的总质量为小盘以及小盘上的砝码的总质量为小盘以及小盘上的砝码的总质量注意注意:只有当小车的质量远大于小盘和砝码的总只有当小车的质量远大于小盘和砝码的总质量时质量时,小车所受拉力小车所受拉力F才近似等于盘和砝码的才近似等于盘和砝码的总重力总重力.即即M m时，时，F=mg第10页，本讲稿共24页实验探究实验探究实验探究实验探究实验过程实验过程实验过程实验过程实验过程实验过程3
10、3 3（1 1 1）用天平测出小车和小盘的质量）用天平测出小车和小盘的质量）用天平测出小车和小盘的质量）用天平测出小车和小盘的质量）用天平测出小车和小盘的质量）用天平测出小车和小盘的质量 M M M 和和和和和和m mm，并把，并把，并把，并把，并把，并把 数据记录下来数据记录下来数据记录下来数据记录下来数据记录下来数据记录下来(要求：要求：要求：要求：要求：要求：MMM m mm)（2 2 2）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把）
11、按实验装置图把实验器材安装好，但不要把 悬挂小盘的细绳系在小车上悬挂小盘的细绳系在小车上悬挂小盘的细绳系在小车上悬挂小盘的细绳系在小车上悬挂小盘的细绳系在小车上悬挂小盘的细绳系在小车上（3 3 3）平衡摩擦力）平衡摩擦力）平衡摩擦力）平衡摩擦力）平衡摩擦力）平衡摩擦力（4 4 4）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通 电源再放开小车，取下纸带，并标注牵引力电源再放开小车，取下纸带，并标注牵引力电
12、源再放开小车，取下纸带，并标注牵引力电源再放开小车，取下纸带，并标注牵引力电源再放开小车，取下纸带，并标注牵引力电源再放开小车，取下纸带，并标注牵引力（5 5 5）保持小车质量不变，在小盘内放入质量为）保持小车质量不变，在小盘内放入质量为）保持小车质量不变，在小盘内放入质量为）保持小车质量不变，在小盘内放入质量为）保持小车质量不变，在小盘内放入质量为）保持小车质量不变，在小盘内放入质量为m mm1 11 的小物体，重复上述实验的小物体，重复上述实验的小物体，重复上述实验的小物体，重复上述实验的小物体，重复上述实验的小物体，重复上述实验（6 6 6）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材）重复上
13、述实验多次后，停止实验，整理器材）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材第11页，本讲稿共24页实验探究实验探究实验探究实验探究数据处理数据处理数据处理数据处理数据采集数据采集数据采集数据采集数据采集数据采集1 1 1在上述实验的每条纸带上都选取一段比较理想（一般在上述实验的每条纸带上都选取一段比较理想（一般在上述实验的每条纸带上都选取一段比较理想（一般在上述实验的每条纸带上都选取一段比较理想（一般在上述实验的每条纸带上都选取一段比较理想（一般在上述实验的每条纸带上都选取一段
14、比较理想（一般舍头去尾）的部分，选择计数点，测量相应的位移，舍头去尾）的部分，选择计数点，测量相应的位移，舍头去尾）的部分，选择计数点，测量相应的位移，舍头去尾）的部分，选择计数点，测量相应的位移，舍头去尾）的部分，选择计数点，测量相应的位移，舍头去尾）的部分，选择计数点，测量相应的位移，计算打每条纸带的加速度计算打每条纸带的加速度计算打每条纸带的加速度计算打每条纸带的加速度计算打每条纸带的加速度计算打每条纸带的加速度 a a ai i i(i i i=1=1=1、2 2 2、)，并记录在，并记录在，并记录在，并记录在，并记录在，并记录在表格中表格中表格中表格中表格中表格中小车质量小车质量小车
15、质量小车质量 MM=kg=kg次数次数牵引力牵引力牵引力牵引力 F/F/N N F F=(=(m+mm+mi i)g g加速度加速度加速度加速度 a/a/（mm/s/s2 2）1 1 2 2 3 3 4 4 5 5第12页，本讲稿共24页实验探究实验探究实验探究实验探究数据处理数据处理数据分析数据分析数据分析数据分析数据分析数据分析2 2 2用纵坐标表示加速度用纵坐标表示加速度用纵坐标表示加速度用纵坐标表示加速度用纵坐标表示加速度用纵坐标表示加速度 a a a，横坐标表示牵引力，横坐标表示牵引力，横坐标表示牵引力，横坐标表示牵引力，横坐标表示牵引力，横坐标表示牵引力F F F作作作作作作a a
16、 a F F F 图象图象图象图象图象图象次数次数次数次数牵引力牵引力牵引力牵引力F F/N/N加速度加速度加速度加速度a a1 12 23 34 45 50.200.200.300.300.400.400.500.500.600.600.300.300.100.100.150.150.210.210.260.260.26F F F/N/N/Na a a/ms/ms/ms2 220 0 00.100.100.100.200.200.200.300.300.300.400.400.400.200.200.200.400.400.40 0.600.600.60a a F F 图象是一条过原点的倾斜
17、直线图象是一条过原点的倾斜直线图象是一条过原点的倾斜直线图象是一条过原点的倾斜直线a F第13页，本讲稿共24页实验探究实验探究实验探究实验探究加速度加速度加速度加速度 a a 与物体的质量与物体的质量与物体的质量与物体的质量 m m 的关系的关系的关系的关系控制变量控制变量控制变量控制变量控制变量控制变量1 1 1实验设计实验设计保持小车所受合外力不变，改变小车的质量保持小车所受合外力不变，改变小车的质量保持小车所受合外力不变，改变小车的质量保持小车所受合外力不变，改变小车的质量保持小车所受合外力不变，改变小车的质量保持小车所受合外力不变，改变小车的质量 m mm，分析，分析，分析，分析，分
18、析，分析加速度加速度加速度加速度加速度加速度 a a a 与质量与质量与质量与质量与质量与质量 m m m 的关系的关系的关系的关系的关系的关系装置设计装置设计装置设计装置设计装置设计装置设计2 2 2第14页，本讲稿共24页实验探究实验探究实验探究实验探究实验过程实验过程实验过程实验过程实验过程实验过程3 3 3（1 1 1）用天平测出小车质量）用天平测出小车质量）用天平测出小车质量）用天平测出小车质量）用天平测出小车质量）用天平测出小车质量 M M M，并把数据记录下来，并把数据记录下来，并把数据记录下来，并把数据记录下来，并把数据记录下来，并把数据记录下来（2 2 2）按实验装置图把实验
19、器材安装好，但不要把）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把 悬挂小盘的细绳系在小车上悬挂小盘的细绳系在小车上悬挂小盘的细绳系在小车上悬挂小盘的细绳系在小车上悬挂小盘的细绳系在小车上悬挂小盘的细绳系在小车上（3 3 3）平衡摩擦力）平衡摩擦力）平衡摩擦力）平衡摩擦力）平衡摩擦力）平衡摩擦力（4 4 4）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通）把细绳系在小车上
20、，并绕过定滑轮，先接通）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通 电源再放开小车，取下纸带，标注小车质量电源再放开小车，取下纸带，标注小车质量电源再放开小车，取下纸带，标注小车质量电源再放开小车，取下纸带，标注小车质量电源再放开小车，取下纸带，标注小车质量电源再放开小车，取下纸带，标注小车质量（5 5 5）保持小盘质量不变，在小车增加砝码质量为）保持小盘质量不变，在小车增加砝码质量为）保持小盘质量不变，在小车增加砝码质量为）保持小盘质量不变，在小车增加砝码质量为）保持小盘质量不变，在小车增加砝码质量为）保持小盘质量不变，在小车增加砝码质量为 m mm1 1
21、1，重复上述实验，重复上述实验，重复上述实验，重复上述实验，重复上述实验，重复上述实验（6 6 6）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材第15页，本讲稿共24页实验探究实验探究实验探究实验探究数据处理数据处理数据采集数据采集数据采集数据采集数据采集数据采集1 1 1在上述实验的每条纸带上都选取一段比较理想（一般舍头去在上述实验的每条纸带上都选取一段比较理想（一般舍头去在上述实验的每条纸带上都选取
22、一段比较理想（一般舍头去在上述实验的每条纸带上都选取一段比较理想（一般舍头去在上述实验的每条纸带上都选取一段比较理想（一般舍头去在上述实验的每条纸带上都选取一段比较理想（一般舍头去尾）的部分，选择计数点，测量相应的位移，计算打每条纸尾）的部分，选择计数点，测量相应的位移，计算打每条纸尾）的部分，选择计数点，测量相应的位移，计算打每条纸尾）的部分，选择计数点，测量相应的位移，计算打每条纸尾）的部分，选择计数点，测量相应的位移，计算打每条纸尾）的部分，选择计数点，测量相应的位移，计算打每条纸带的加速度带的加速度带的加速度带的加速度带的加速度带的加速度 a a ai i i(i i i=1=1=1、
23、2 2 2、)，并记录在表格中，并记录在表格中，并记录在表格中，并记录在表格中，并记录在表格中，并记录在表格中牵引力牵引力牵引力牵引力 F F =N =N次数次数小车质量小车质量小车质量小车质量mm =(=(M+mM+mi i)/K)/Kg g加速度加速度加速度加速度 a/a/mms s2 2 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5第16页，本讲稿共24页实验探究实验探究实验探究实验探究数据处理数据处理数据分析数据分析数据分析数据分析数据分析数据分析2 2 2次数次数次数次数小车质量小车质量小车质量小车质量mm加速度加速度加速度加速度a a1 12 23 34 45 5问题问题1a m 为曲线
24、能为曲线能否说明否说明 a 与与m m 成成反比？反比？问题问题2如何进步研究？如何进步研究？a0m第17页，本讲稿共24页a0mm1实验结论实验结论实验结论实验结论实验结论实验结论3 3 3a 图象是一条过原点的倾斜直线图象是一条过原点的倾斜直线1 1mm说明：在牵引力一定时，说明：在牵引力一定时，a 与与m 成反比成反比第18页，本讲稿共24页气垫导轨装置你是否还有其他的实验方案?第19页，本讲稿共24页第20页，本讲稿共24页当钩码的质量远小于小车的质量时，小车与木板间的摩擦阻力就不能忽略了,这个问题如何解决？第21页，本讲稿共24页Fa0某同学根据测量数据画出某同学根据测量数据画出a-
25、F图线，图线，表明实验中的问题是表明实验中的问题是:没有平衡掉摩擦力第22页，本讲稿共24页Fa0a0mm11、要平衡小车的摩擦力;2、拉小车的钩码质量应远小于小车的质量;3、图象法处理实验数据技巧.第23页，本讲稿共24页课堂总结课堂总结课堂总结课堂总结力是产生加速度的原因力是产生加速度的原因力是产生加速度的原因力是产生加速度的原因在物体质量一定时，在物体质量一定时，在物体质量一定时，在物体质量一定时，其加速度与所受合外力成正比其加速度与所受合外力成正比其加速度与所受合外力成正比其加速度与所受合外力成正比在物体所受外力一定时，在物体所受外力一定时，在物体所受外力一定时，在物体所受外力一定时，其加速度与质量成反比其加速度与质量成反比其加速度与质量成反比其加速度与质量成反比第24页，本讲稿共24页