1、牛顿第一定律：,2、牛一定律阐述了哪几个方面的含义？,3、惯性体现物体运动状态改变的难易程度，其大小由什么决定？,4、运动状态由哪个物理量来描述？,5、体现运动状态改变即速度的变化快慢的物理量是什么？,复习：,2,物体运动状态的改变指的是物体的速度发生了变化，也就是说物体具有了加速度。,运动状态变化,速度变化,加速度,力,力是产生加速度的原因,第四章 牛顿运动定律,2 实验：探究加速度与力、质量的关系,4,在光滑的水平面上的静止物体受水平拉力作用，分析比较图中的四种情形，回答下列问题：,问题1：物体运动状态改变快慢取决于哪些因素？定性关系如何？并试着列举生活中的例子说明。,事实说明：m 一定时，F 大，加速度大F 一定时，m 大，加速度小,问题2：力越大，加速度越大 aF，aF2，aF3？ 质量越小，加速度越大 a,a,，a,问题3：研究一个物理量同时与两个物理量有什么关系，应当采用什么方法进行研究？,控制变量法,基于大自然是简单的原则,实验设计：,问题1选取什么物理为研究对象？怎样控制和测量物体的质量?问题2如何施加并测量物体所受的外力?问题3怎样测算物体的加速度? xat2 xaT 2 初步方案：,钩码（或砝码及砝码盘）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,实验设计：方案1,问题3：当我们按住小车时，细绳拉力F等于重物的所受的重力G？而当我们放开小车后，小车做什么运动？此时，上述二力还相等？,实验设计：方案1,F,F,G,当我们按住小车时，细绳拉力F等于重物的所受的重力G；而当我们放开小车后，小车做匀加速直线运动；此时，上述二力不相等。,实验设计：方案1,F,F,G,问题4：当加速度比较大还是比较小时，我们可以近似认为细绳拉力F等于重物的所受的重力G？由此造成的误差是偶然误差还是系统误差？,当加速度比较小时，我们可以近似认为细绳拉力F等于重物的所受的重力G；由此造成的误差是系统误差。,实验设计：方案1,F,F,G,问题5：若要使小车的加速度会比较小，小车总质量M应该远大于还是远小于重物总质量m？,若要使小车的加速度会比较小，小车总质量M应该远大于重物总质量m？,问题6：试对小车受力分析，讨论细绳的拉力F是不是小车受的合力吗？,实验设计：方案1,问题7：我们必须要使细绳的拉力F成为小车受到的合力，否则还要计算滑动摩擦力，使问题复杂化，那么怎样抵消摩擦力的影响呢？（提示：物体受到的各个力都会影响小车的运动）,将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车的重力沿斜面向下的分力G1与摩擦力f平衡。,实验设计：方案1,G,G1,FN,f,G1平衡摩擦力f。,问题8：怎么判断小车已经平衡好摩擦力？,将木板不带滑轮的一端适当垫高，不挂重物，给小车一定的初速度，小车拖动纸带运动，打点计时器在纸带上打点，观察点距是否相等。,问题9：怎样研究加速度与力、质量的定量关系? 保持小车的质量M一定，改变拉力F，分析加速度a与拉力F的关系； 保持拉力F一定，改变小车的质量M，分析加速度a与小车质量M的关系； 控制变量法,实验设计：方案1,实验研究,一、加速度与力的关系的研究1. 研究方法：保持M不变，分析a 随F (m)的变化2. 数据采集：3. 数据处理：方法一、计算法方法二、图象法4. 结论：质量一定时，加速度与力的大小成正比,表一：小车质量不变 M0.4kg,0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.48 0.70 0.91 1.11 1.30,实验研究,二、加速度与质量的关系 1. 研究方法：保持F (m)不变，分析a 随M的变化2. 数据采集：3. 数据处理：思考：用图象法研究aM的关系时，图线是一条曲线，不易判定图象的性质，如何利用图象法直观的得出加速度与质量成反比的结论？4. 结论：力的大小一定时，加速度与质量成反比,表二：拉力不变 m30g,0.20 0.25 0.30 0.40 0.50 1.30 1.07 0.91 0.70 0.57,2018/9/4,实验设计：方案2,质量保持不变,合外力保持不变,2018/9/4,1、控制m相同，探讨加速度a与F的关系,F1, F2，在相同的时间内:,x1= a1t2,x2 = a2t2,a1/ a2=x1/x2,测量出x1 、x2,2、控制F相同，探讨加速度a与m的关系,实验设计：方案2,2018/9/4,探究加速度与力的关系,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,位移x1/cm,位移x2/cm,(M+m2)/g (表示F2大小),盘中砝码质量m2/g,300 0 10,50,20,30,40,60,盘中砝码质量m1/g,(M+m1)/g (表示F1大小),70,2018/9/4,探究加速度与力的关系,F,a,2018/9/4,探究加速度与质量的关系,(M+m1)/g,(M+m2)/g,保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系,300 6 50,车上砝码质量m1/g,位移x1/cm,100,50,150,200,250,车上砝码质量m2/g,位移x2/cm,小车1质量M1,小车2质量M2,300,2018/9/4,探究加速度与质量的关系,M2 / M1,M1 / M2,a,小 结：,1、实验的研究方法 控制变量法 2、实验的注意事项 平衡摩擦力 m M 3、数据的处理方法 图像法要点：设法使图线成一条(过原点的)直线 4、实验结论 质量一定时，加速度与力的大小成正比 力的大小一定时，加速度与质量成反比,实验反思,本实验中，我们认为细线对小车的拉力等于托盘和砝码的总重量。 请根据力和运动的关系分析，小车的拉力等于托盘和砝码的总重量的条件是什么?答：托盘和砝码处于静止或匀速直线运动状态当托盘向下加速运动时，拉力 Fmg 怎样才能使小车的拉力近似等于托盘和砝码的总重量?答：加速度越大，拉力 F与mg相差越大托盘和砝码的质量m远小于小车的质量M,典型例题,1、关于本节课的实验操作，下列说法中符合实际的是 ( )A、通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B、通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C、通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系 D先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变小车受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系,D,2018/9/4,2、在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时， 某学生将实验装置如图所示安装，准备接通电源后开始做实验，但他的装置图中有两个明显的错误，请你指出来：,（1）,（2）,没有平衡摩擦力,打点计时器应使用低压交流电源,2、在做实验时，首先要细心地调整装置，以使小车做匀速运动，然后才进行实验，这样做的目的何在?,6、甲、乙两同学在“探究加速度与合外力F的关系”时，分别得到下图所示的图象，这说明了什么?,实验反思,本实验中运用控制变量法分别研究加速度与力、质量的关系。由前面的分析可看出，我们改变拉力或改变小车质量时，只需求出加速度的比值，就可以研究加速度a与拉力F或小车质量M的关系。,