19 实验:探究加速度与力、质量的关系逐字稿 高中 · 物理 · 人教版 · 必修 第一册

admin702024-01-05 22:05:07

老师

同学们,大家好,这节课我们学习实验,探究加速度与力质量的关系。生活中的经验告诉我们,物体加速度的大小与它受到的力的大小是有关的。例如,竞赛用的小汽车与一般的小汽车质量相差不多,但因为安装了强大的发动机,因此获得了很大的动力,可以在 4- 5 秒钟内由静止加速到 100 千米每小时。物体加速度的大小还与物体的质量有关。例如,一般的货车由静止加速到 100 千米每小时,只用十几秒钟的时间,而满载的货车加速就慢得多。这些事实告诉我们,在物体质量一定时,它受力越大,获得的加速度越大。在物体受力一定时,物铁质量越小,加速度也越大。物理学不满足于这样的定性描述,我们还想知道加速度与力质量的定量关系,这就需要通过设计实验来探究。实验前,请同学们猜想一下加速度与力质量可能具有什么样的定量关系。

老师

在种种可能当中,多数同学会猜想到最简单的关系, g 加速度与受力 f 成正比,加速度与质量 m 成反比。这种猜想是很有物理的味道的,相信自然规律是简洁而和谐的,是物理学家们的共同的信仰。从伽利略定义匀变速、直线运动,到爱因斯坦提出智能方程都是如此。在这个实验中,我们选取放在水平木板上的小车作为研究对象。我们需要测量小车的质量,它受到的力和运动的加速度如何来研究加速度与力质量这三个物理量之间的关系,应该采用什么样的方法?同学们会想到我们应该使用控制变量的方法。我们应当从两个方面进行研究,当物铁质量 m 一定时,研究它的加速度 a 与狩猎 f 的关系。第二方面,研究当狩猎 f 一定时,加速度 a 与物体质量的关系。

老师

既然有了猜想,认为加速度与力成正比,与质量成反比,我们就要通过设计实验来检验自己的猜想是否正确。那么你认为应该如何完成这个探究实验呢?我们首先通过对这四个问题的思考,来帮助我们理清制定实验方案的思路。第一个问题,实验中需要测量哪些物理量?第2个问题,用什么测量工具?如何进行测量?第3个问题,实验过程中需要记录哪些数据?第4个问题,是如何分析得到的数据?在这个实验当中,我们要测质量、测加速度、测力。对于质量的测量对我们来说并不难,我们可以用天平称量小车的质量,用增减小车中钩码的数量来改变小车的质量。既然质量的测量已经不是难题,那么就请同学们思考如何测定物体运动的加速度。同学们可能想到了这样的方案,由于小车做初速度为 0 的匀加速直线运动,我们测量出它运动的位移 查看隐藏内容

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