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实验目的：
探索拉力与加速度的关系 实验原理：
根据F=Ma可知。当质量一定时。拉力与加速度成正比关系。
实验器材：
Edislapro400 数据采集器 光电门传感器，小车，，天平，小桶，配重块，力学轨道，挡光片等。 实验过程及数据分析：
1：安装好实验器材图（17-1），用天平测出小桶的质量，
图（17-1）实验装置图
2：打开Edislab400软件，在表格中增加实验所需的物理量，并输入正确的公式表达式，如图（17-2）
图（17-2）
3：连接好传感器，在选择传感器界面将采集光电门时间差选上。并让光电门-t2设为触发。 4：放上配重块，让小车在力学轨道上运动。
5：重复几次，得到几组实验数据。图（17-3）
图（17-3）
6：在得到的“F—a”图线中我们可以看出拉力与加速度成正比例关系如图17-4。
图（17-4）
实验拓展：
思考如何减小实验误差？如何才能更好的测出小车的速度？
DIS通用实验十加速度与拉力的关系
实验十 加速度与拉力的关系
实验目的
验证加速度与拉力的正比关系，加深对牛顿第二运动定律的理解。
实验原理
由牛顿第二运动定律：F=Ma，当M 不变时，F ∝a 。
实验器材
朗威DISLab 、计算机、DISLab 力学轨道及附件、天平、小沙桶等。 实验装置图
见图10-1、10-2。
图10-1 实验装置图
-1 图10-2 实验装置图-2 实验过程与数据分析
1．使用DISLab 力学轨道附件中的“Ⅰ”型支架将两只光电门传感器固定在力学轨道一侧，将光电门分别接入数据采集器的第一、二通道；
2．在小车上安装宽度为0.020m 的挡光片，将小车放在轨道的一端，轻推小车使其自由下滑，调整轨道的倾斜角，观察小车通过两光电门时的挡光时间，直至两时间非常相近为止；
3．用天平称出小沙桶的质量（kg ），轨道的另一端安装力学轨道附件中的滑轮系统，将沙桶悬挂在滑轮下方（图10-2），并通过牵引绳与小车连接，对小车施加拉力（图10-1）；
4．逐次增加小沙桶的质量并记录数值，使其对小车施加的拉力逐次增大，采用实验九的方法，测出不同拉力下加速度的值；
5．在计算表格中，增加变量“m1”，代表小沙桶的质量，并输入相应数值；
6．输入计算“拉力”的自由表达式“”（N ），得出实验结果（图10-3）；
7．点击“绘图”，选择X 轴为“f ”，Y 轴为“a ”，可见所获得的数据点呈线性分布特征。点击“线性拟合”，得一条非常接近原点的直线（图10-4），从而可以验证：在质量不变的情况下，拉力与加速度成正比。
图10-4 加速度与力的关系图线分析
注意：
需注意调节滑轮的高度，使牵引绳平行于轨道。
建议：
称出小车的质量，利用本次实验结果，计算Ma 的值，比较与拉力的大小，分析产生误差原因。
本实验亦可采用气垫导轨
实验装置
采用气垫导轨配套的“U ”型挡光片。
实验过程与数据分析 与上文基本相同。
朗威数字化实验加速度与拉力关系
中学数字化实验报告
第 4 次 实验时间： 2017.3.16 实验者 080114084常汉森，080114076赵炜 实验成绩:
实验4：加速度与拉力关系
【实验目的】 验证加速度与拉力的正比关系，加深对牛顿第二运动定律的理解。
【实验器材】 朗威DISLab 、计算机、DISLab 力学轨道及附件、天平、小桶等
【实验过程与数据分析】
1、使用DISLab 力学轨道附件中的“Ⅰ”型支架将两只光电门传感器固定在力学轨道一侧，将光电门分别 接入数据采集器的第一、二通道；
2、在小车上安装宽度为0.020m 的挡光片，将小车放在轨道的一端，轻推小车使其自由下滑，调整轨道的 倾斜角，观察小车通过两光电门时的挡光时间，直至两时间非常相近为止；
3、用天平称出小沙桶的质量（kg ），轨道的另一端安装力学轨道附件中的滑轮系统，将沙桶悬挂在滑轮下 方，并通过牵引绳与小车连接，对小车施加拉力；
4、逐次增加小沙桶的质量并记录数值，使其对小车施加的拉力逐次增大，采用实验九的方法，测出不同 拉力下加速度的值；
5、在计算表格中，增加变量“m1”，代表小沙桶的质量，并输入相应数值；
6、输入计算“拉力”的自由表达式“f = m1*9.8”（N ），得出实验结果（图1）；
图1 图一
7、点击“绘图”，选择X 轴为“f ”，Y 轴为“a ”，可见所获得的数据点呈线性分布特征。点击“线性拟合”，得一条非常接近原点的直线（图2），从而可以验证：在质量不变的情况下，拉力与加速度成正比。
图2
【实验原理】由牛顿第二运动定律：F=Ma，当M 不变时，F ∝a 。
【实验误差分析】 1. 没注意调节滑轮的高度，没使牵引绳平行于轨道。
2.由于绳子与轨道的摩擦，影响测量结果。
3.小桶下落时受到空气阻力影响。
【实验结论】在质量不变的情况下，拉力与加速度成正比
上海市高考物理一轮复习 实验十 加速度与拉力的关系导学案
实验十 加速度与拉力的关系
实验目的
验证加速度与拉力的正比关系，加深对牛顿第二运动定律的理解。
实验原理
由牛顿第二运动定律:F=Ma，当M不变时，F?a。
实验器材
朗威DISLab、计算机、DISLab力学轨道及附件、天平、小沙桶等。 实验装置图
见图10-1、10-2。
图10-1 实验装置图-1 图10-2 实验装置图-2 实验过程与数据分析
使用DISLab力学轨道附件中的“?”型支架将两只光电门传感器固定在力学轨道一1(
侧，将光电门分别接入数据采集器的第一、二通道;
2(在小车上安装宽度为0.020m的挡光片，将小车放在轨道的一端，轻推小车使其自由下滑，调整轨道的倾斜角，观察小车通过两光电门时的挡光时间，直至两时间非常相近为止;
3(用天平称出小沙桶的质量(kg)，轨道的另一端安装力学轨道附件中的滑轮系统，将沙桶悬挂在滑轮下方(图10-2)，并通过牵引绳与小车连接，对小车施加拉力(图10-1);
4(逐次增加小沙桶的质量并记录数值，使其对小车施加的拉力逐次增大，采用实验九的方法，测出不同拉力下加速度的值;
5(在计算表格中，增加变量“m1”，代表小沙桶的质量，并输入相应数值;
6(输入计算“拉力”的自由表达式“f = m1*9.8”(N)，得出实验结果(图10-3);
图10-3 拉力逐次增加时加速度的变化
7(点击“绘图”，选择X轴为“f”，Y轴为“a”，可见所获得的数据点呈线性分布特征。点击“线性拟合”，得一条非常接近原点的直线(图10-4)，从而可以验证:在质量不变的情况下，拉力与加速度成正比。
图10-4 加速度与力的关系图线分析
注意:
需注意调节滑轮的高度，使牵引绳平行于轨道。
建议:
称出小车的质量，利用本次实验结果，计算Ma的值，比较与拉力的大小，分析产生误差原因。
本实验亦可采用气垫导轨
实验装置
采用气垫导轨配套的“U”型挡光片。
实验过程与数据分析
与上文基本相同。
角速度与线速度的关系
高中物理教案 第四章 B 角速度与线速度的关系 课程名称:《角速度与线速度的关系》
教学目标
巩固匀速圆周运动定义及角速度与线速度的计算公式，掌握转速的定义。并联系用所学知识联系解决实际生活中的诸多问题。
重点与难点:
1. 重点:巩固匀速圆周运动定义及角速度与线速度的计算公式，掌握转速的定义; 2. 难点:将所学知识联系到生活中去。
课的性质:新授课。
教具准备:粉笔、黑板、三角板～电脑～多媒体。
教学过程:
一、上节回顾:
, 从任一时刻开始，每经过一定时间，就回复到开始时刻的运动状态，这种性质的运动，
叫做周期运动。各种周期运动中，物体从任一运动状态开始发生变化到第一次回复到原
T来运动状态，所经过的时间叫做周期。周期用符号表示，单位是秒。 , 圆周运动是一种周期运动;就运动轨迹而言，圆周运动是一种曲线运动。 , 通常用线速度或者角速度来描述圆周运动的快慢。其中，线速度是描述质点沿圆弧做匀
速圆周运动的快慢程度。角速度是描述质点绕圆心转动的快慢。
sm/st, 线速度是一个矢量，单位。线速度的大小为质点通过圆弧的长度与所用时间之
比，方向就是质点所在圆周某位置的切线方向。
,,rad/s,, 角速度是一个矢量，角速度的的单位，读作弧度每秒。角速度的大小，,,t
且同一个转轴上的各点角速度相等。
, 角速度与线速度的关系:，其中是质点到圆心的距离。 v,,rr
二、巩固练习:
【例1】关于匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是( )
A(线速度的方向保持不变; B(线速度的大小保持不变; C(角速度大小不断变化; D(线速度和角速度都保持不变。 【分析】匀速圆周运动是一种变速的曲线运动。匀速圆周运动的物体线速度大小不变，方向
时刻变化。角速度同样如此。做匀速圆周运动的物体，其周期不变。 【答案】B。
【例2】在2006年多哈亚运会场地自行车男子1000米计时赛决赛中，中国选手冯永以1分
R,50m04秒夺冠。若自行车场地的半径的圆形轨道，若此运动员近似做匀速圆周运动，
m/srad/s,,v,s则线速度_________，角速度_________，周期为_________。 【分析】巩固匀速圆周运动的线速度、角速度、周期等计算公式。
v15.625m/s,s1000mv,,,15.625m/s,,,,0.3125rad/s【解答】;; ,t64sr50m
1
高中物理教案 第四章 B 角速度与线速度的关系
22,, T,,,20.1s0.3125rad/s,
【例3】如图1所示，一圆环以直径为轴做匀速转动，则环上、ABPA
20cmQ两点线速度大小_________;如果环的半径为，转v:v,Q PQP 30? 60? 1s动周期为，则Q点线速度的大小为_________。
【分析】巩固学生理解线速度与角速度的关系，其中是质 v,,rr
点到圆心的距离，且同一个转轴上的各点角速度相等(并与图1 纬度计算比较)。
B w,r,vRsin60:PpP【解答】由题意得， ; ,,,3:1,,v,rRsin30:QQQ
,,22，,,,,2,rad/s,v,,Rsin30:,2,，0.2，0.5,0.628m/s。 QT1
【拓展】在工业上，人们更多的用转速来描述质点转动的快慢。做匀速圆周运动的物体每秒
,1vn,,,转动的周数，就称为转速，符号用表示。转速与周期的关系为，nT2,r2,
常以分钟的转动周数做单位。 ，，r/min
n,1200r/min【例4】电动马达的转速，求电动马达的角速度是多少, 【分析】巩固转速的概念。
1111T,,T,min,，60,,0.05s【解答】 n1200120020
22,,,,,125.7rad/s ,T0.05s
R【例5】如图2所示的皮带轮传动装置，在运行中皮带不打滑，两轮半径别是和，且rr:R,2:3NNMM，、分别为两轮边缘上的点，则在皮带运行过程中，、两点的线速度之比为v:v,,:,,_________;角速度之比为_________。 MNMN
【分析】凡直接用皮带传动(包括链条传动、M
摩擦传动)的两个轮子，两轮边缘上各点的线N
速度大小相等;凡是同一个转轴上(各个轮都r R
O’ 图2 O, 绕同一根轴同步转动)的各点角速度相等(轴
上的点除外)。
,r2M,,v:v,1:1【解答】; MN,R3N
hR【思考1】在半径为的水平圆板边缘上方高为处有一小球静h A止，圆板做匀速圆周运动，当圆板边缘点与小球在一条竖直线
上时小球开始下落，如图3所示。
A求:要使球落在点，圆板转动的角速度应为多少, O A
图3 , 2
高中物理教案 第四章 B 角速度与线速度的关系
【分析】此题是匀速圆周运动与自由落体运动的结合。当圆盘整整转了圈后，小球正好落n
在点。 A
12h2【解答】小球下落到点的时间: Asatt,,,2g
nT,t在小球下落到点过程中，圆板转了圈，所以。 An
22h,故，，() ntw2nt2nn,0,1,2,3，？？,,,,,,,g,
【思考2】当人在电影屏幕上看到汽车向前行驶，而如图4所示的车轮
m/s却没有转动时，则汽车运动可能的最小速度为_________。(已知
0.5m电影每秒放映24个画面，轮子半径为)
1【分析】电影放1个画面的时间等于车轮转过圈的时间。 图4 3
1【解答】电影放1个画面的时间T,s 124
Tr12,1T,,, 车轮转过圈的时间 23v33
,112，0.5T,T,,,,v,8,m/s 所以， 12243v
3
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