教师引导探讨:物体质量一定,力不同,物体加速度有什么不同?力大小相同,作用在不同质量物体上,物体加速度有什么不同?物体运动状态改变快慢取决于哪些因素?定性关系如何?
学生回答:第一种情况,受力大的产生的加速度大:第二种情况,质量大的产生的加速度小。
教师引导:请同学们再思考生活中类似实例并加以体会。
教师总结:加速度大小既与力有关,也与质量有关。
二、进行新课
实验器材:
小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平。
1. 物体加速度与它受力的定量关系探究
教师引导探究:现在我们探究物体加速度与力、质量的定量关系(用控制变量法)。保持物体的质量不变,测量物体在不同力的作用下的加速度,探究加速度与力的定量关系。请同学据上述事例,猜测一下它们最简单的关系。
学生可能回答:加速度与力可能成正比。
教师提出问题:如何测量加速度a?需什么器材?请同学设计方案。
学生回忆回答:第二章我们已探究过小车速度随时间变化规律,可用该实验器材测加速度。小车在钩码牵引下做匀加速运动,利用打出纸带求加速度。
教师引导探究:现实中,除了在真空中抛体(仅受重力)外,仅受一个力的物体几乎不存在,但一个单独的力作用效果与跟它等大、方向相同的合力作用效果相同,因此实验中力F的含义可以是物体所受的合力。如何为运动物体提供一个恒定合力?如何测?请同学们想办法。
可利用前边测加速度的器材,在钩码质量远小于小车质量条件下,钩码重力大小等于对小车拉力(至于为什么以后再讨论),但必须设法使木板光滑,或使用气垫导轨以减少摩擦直至忽略不计。这样小车受的合力就等于钩码重力。
教师对学生设计方案的可行性进行评估,筛选出最佳方案进行实验。