第二節(jié) 影響加速度的因素第三節(jié) 探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.學(xué)會用控制變量法研究物理規(guī)律.2.掌握定量探究加速度與物體受到的合外力、物體質(zhì)量關(guān)系的方法.3.了解氣墊導(dǎo)軌減小摩擦的原理和光電門及數(shù)字計時器在實驗中的作用.4.能作出物體運動的a-F、a-圖象,并會利用圖象發(fā)現(xiàn)實驗規(guī)律.
一、影響加速度的因素
1.物體所獲得的加速度與物體的受力情況和物體的質(zhì)量都有關(guān)系.
2.加速度的測量:加速度不是一個可以直接測量的量,可通過時間、位移等能直接測量的量去間接地測量加速度.例如,由靜止開始做勻變速直線運動的物體,可通過測量時間、位移,由位移s=at2間接測量加速度a=.
3.定性探究影響加速度的因素
(1)實驗器材
帶有刻度尺的光滑斜面、一輛四輪小車、秒表、彈簧測力計、砝碼.
(2)實驗基本思想——控制變量法.
(3)實驗過程
加速度與物體所受合力的關(guān)系(保持車的質(zhì)量不變)
實驗設(shè)計:
①如圖1所示,將小車從斜面上由靜止釋放;
圖1
②記下小車的運動時間t;
③從斜面的刻度尺上讀出小車的位移s;
④由a=可求出小車的加速度;
⑤改變斜面與水平面的夾角,可以改變小車受到的合外力大小,重復(fù)上面的實驗步驟.
實驗結(jié)論:
當(dāng)物體的質(zhì)量保持不變時,物體受到的合外力逐漸增大,其加速度將逐漸增大;反之,物體受到的合外力逐漸減小,其加速度也逐漸減小.加速度的方向與合外力的方向相同.
加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系(保持小車所受合力不變)
實驗設(shè)計:
①把小車放在斜面上,用彈簧測力計沿斜面向上拉小車,使小車保持靜止?fàn)顟B(tài),記下彈簧測力計的示數(shù).
②撤去彈簧測力計,將小車從斜面上由靜止釋放,用秒表記錄小車的運動時間t并讀出小車的位移s,由a=可求出小車的加速度.
③在小車上增加砝碼,重復(fù)①、②.重復(fù)步驟①時,應(yīng)調(diào)整斜面傾角保持彈簧測力計示數(shù)不變.
實驗結(jié)論:
當(dāng)物體受到的合外力不變時,物體的質(zhì)量增大,其加速度減;反之,物體的質(zhì)量減小,其加速度增大.
二、探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系
1.實驗器材
氣墊導(dǎo)軌、滑塊(包括擋光片)、橡皮泥、光電門、數(shù)字計時器、砝碼、天平、刻度尺.
2.實驗原理
實驗的基本思想——控制變量法
①保持滑塊的質(zhì)量不變,改變合外力探究a與F的關(guān)系.
②保持滑塊所受的合外力不變,改變其質(zhì)量探究a與m的關(guān)系.
3.實驗過程
(1)實驗裝置如圖2所示,讓滑塊在砝碼拉力的作用下做加速運動,記錄下滑塊通過光電門的速度、砝碼的質(zhì)量、兩光電門間的距離.
圖2
(2)保持滑塊質(zhì)量不變,通過增加(或減少)砝碼的數(shù)量來改變拉力的大小.重復(fù)實驗3次.
(3)將實驗結(jié)果填入表一,并計算每一次滑塊的加速度a.