4.2实验：探究加速度与力、质量的关系导学案
人教版高一物理必修1：4-2《实验：探究加速度与力、质量的关系》导学案(含答案)
《实验：探究加速度与力、质量的关系》【学习目标】1.认识影响加速度的因素—力和质量.2.通过实验测量加速度、力、质量，分别作出加速度与力、加速度与质量的关系图象.3.能根据图象得出加速度与力、质量的关系.4.体会“控制变量法”对研究问题的意义.【重点难点】1.体验实验探究过程：明确实验目的、分析实验思路、制定实验方案、得出实验结论.2.初步认识数据处理时变换坐标轴的技巧.3.初步了解将“不易测量的物理量转化为可测物理量”的实验方法.4.会对实验误差作初步分析.【知识链接】1.探究加速度与力、质量的关系（1）物体运动状态变化的快慢，也就是物体____________的大小，与物体的____________有关，还与物体____________有关.（2）物体的质量一定时，受力越大，其加速度就____________；物体的受力一定时，质量越小，加速度就____________.（3）探究加速度与力的定量关系时，应保持物体____________不变，测量物体在____________的加速度；探究加速度与质量的关系时，应保持物体__________不变，测量不同质量的物体在____________下的加速度.2.制定实验方案时的两个问题（1）测量物体的加速度可以用刻度尺测量____________，并用秒表测量____________，由公式____________算出.也可以在运动物体上安装一条通过打点计时器的纸带，根据____________来测量加速度.（2）在这个实验中也可以不测加速度的具体数值，这是因为我们探究的是____________关系.3.怎样由实验结果得出结论在本探究实验中，我们猜想物体的加速度与它所受的力成________，与质量成____________，然后根据实验数据作出____________图象和____________图象，都应是过原点的直线.【问题探究】当研究三个或三个以上的参量之间的关系时应采用什么研究方法？在探究加速度与力的关系时，这个力应是物体所受的合力，如何为运动物体提供一个恒定的合力？在研究加速度与质量的关系时，为什么要描绘a －m1图象，而不是a －m 图象？ 1.控制变量法研究三个量之间的关系时，先要保持某个量不变，研究另外两个量之间的关系，再保持另一个量不变，研究其余两个量之间的关系，然后综合起来得出结论.这种研究问题的方法叫控制变量法，是物理学中研究和处理问题时经常用到的方法.例如本实验中：控制m 不变，研究加速度a 与外力F 的关系；控制F 不变，研究加速度a 与质量m 的关系.2.探究加速度与力的关系（1）探究加速度与力的关系，这个力应该是物体所受的合力，故探究时应设法使你测出的力就是该物体的合力.采用案例中的设计方案时，近似认为砝码和托盘的重力就是小车所受的合力，这就必须平衡掉小车运动过程中所受的摩擦力，具体方法是：将木板固定打点计时器的一端垫高到一个适当的角度，使重力沿斜面的分力与摩擦力平衡，使得连有纸带的小车在上面轻轻一推恰能匀速下滑为止.（2）利用所测得的数据在a －F 坐标上描点并连线，所连的直线应通过尽可能多的点，不在直线上的点应均匀分布在直线两则，这样所描的直线可能不过原点，如图4－2－1所示.图4－2－1图（a ）是由于平衡摩擦力时斜面倾角太小，未完全平衡摩擦力所致；图（b ）是由于平衡摩擦力时斜面倾角太大，平衡摩擦力过度所致.特别提醒：平衡摩擦力时要使小车拖着纸带，使纸带通过打点计时器，并且使打点计时器处于工作状态，通过打下的纸带判断小车是否做匀速直线运动，从而判断是否已经平衡了摩擦力.3.在研究加速度与质量的关系时，为什么描绘a －m1图象，而不是描绘a －m 图象？ 在相同力的作用下，质量m 越大，加速度越小.这可能是“a 与m 成反比”，但也可能是“a 与m 2成反比”，甚至可能是更复杂的关系.我们从最简单的情况入手，检验是否“a 与m 成反比”.实际上“a 与m 成反比”就是“a 与m 1成正比”，如果以m 1为横坐标，加速度a 为纵坐标建立坐标系，根据a －m1图象是不是过原点的直线，就能判断加速度a 是不是与质量m 成反比.当然，检查a －m 图象是不是双曲线，也能判断它们之间是不是反比例关系，但检查这条曲线是不是双曲线并不容易；而采用a －m 1图象，检查图线是不是过原点的倾斜直线，就容易多了.这种“化曲为直”的方法是实验研究中经常采用的一种有效方法，在以后的学习中也会用到.4.实验中需注意的事项（1）平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变托盘和砝码的质量，还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力.（2）平衡摩擦力后，每次实验必须在满足小车和所加砝码的总质量远大于砝码和托盘的总质量的条件下进行.只有如此，砝码和托盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等.（3）小车应靠近打点计时器且先接通电源再释放小车.（4）作图象时，要使尽可能多的点分布在所作直线上，不在直线上的点应尽可能均匀地分布在所作直线两侧.离直线较远点是错误数据，可舍去不予考虑.【典型例题】应用点一：数据处理例1：若测得某一物体m 一定时，a 与F 的关系的有关数据资料如下表. a /（m·s －2）1.98 4.06 5.95 8.12 F /N 1.002.003.004.00（1）根据表中数据，画出a －F 图象.（2）从图象可以判定：当m 一定时，a 与F 的关系为_________.解析：由表格中的数据可知，a 与F 增加的倍数大致相等，可先假设a 与F 成正比，则图象是一条过原点的直线.同时因实验中不可避免地出现误差，研究误差产生的原因，从而可减小误差，增大实验的准确性.连线时应使直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大致分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予考虑.因此在误差允许的范围内图线是一条过原点的直线.答案：（1）如图4－2－2所示图4－2－2（2）成正比关系误区警示：采用描点法画图象时应该用直线把描出的点连起来，使不在直线上的点尽可能的均匀分布于直线两侧，这样可以减小实验误差，且离直线较远的点，误差很大，就是错误数据，可直接舍去，绝对不能连成折线.例2：若测得某一物体受力F 一定时，a 与M 的关系数据如下表所示：（1）根据表中所列数据，画出a －m 图象. （2）由a －m1关系可知，当F 一定时，a 与M 成__________关系. 解析：要画a 与m 1的图象，需要先求出对应的m1，其数据分别为：0.50 kg -1、0.67 kg -1、0.80 kg -1、1.00 kg -1.然后描点、连线，得到的图象如图4－2－3所示，由图象可知a 与m1成正比，即a 与M 成反比.答案：（1）a －m1图象如图4－2－3所示图4－2－3（2）反比点评：探究加速度与质量的关系时，有的同学作出了a－M图象如图4－2－4所示，并由此图象得出了加速度与质量成反比，这是不可以的，如果图线是直线，我们可以直接得出加速度与质量的对应关系，但如果图线是曲线，我们就无法确定加速度与质量的关系，这时可采用“化曲为直”的方法进行处理.图4－2－4应用点二：实验误差分析例3：用图4－2－5（a）所示的装置是研究质量一定时，加速度与作用力的关系.研究的对象是放在长木板上的小车，小车的质量为M，长木板是水平放置的.小车前端拴着细轻绳，跨过定滑轮，下面吊着砂桶.实验中认为细绳对小车的作用力F等于砂和桶的总重力mg.用改变砂的质量的办法来改变小车的作用力F，用打点计时器测出小车的加速度a，得出若干组F和a的数据.然后根据测得的数据作出a－F图线.图4－2－5一学生作出图4－2－6（b）所示的图线，发现横轴上的截距OA较大，明显地超出了偶然误差的范围，这是由于在实验中没有进行下面的步骤，即__________________________.解析：细绳对小车的拉力F达到一定的数值前，小车仍静止，表示木板的摩擦力较大不能忽略，同时也表明该同学做实验时，没有给实验装置平衡摩擦力.答案：没有给实验装置平衡摩擦力点评：运用图象分析实验误差原因，是实验探究中一项很重要的能力.【课堂练习】1、某学生在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，测得小车的加速度a与拉力F 的资料如下表所示.F/N 0.20 0.30 0.40 0.50a/（m·s－2）0.10 0.21 0.29 0.40 （1）根据表中的数据在图4－2－6坐标系中作a－F图线.图4－2－6（2）图线在F轴上截距的物理意义是_________________________________________.2、在上题中，如果此学生根据测得的数据作出的a－F图线如图4－2－7所示，则实验中出现误差的原因是____________.图4－2－73、.教材第76页问题【学后反思】。
《4.2实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计、导学案、同步练习
《4. 2实验：探究加速度与力.质*的关系》教学设计本节选自人教版高中物理教材第四章第2节《实验：探究加速度与力、质量的 关系》，牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究 加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫。
教材中实验的基本思路「是 采用控制变量法。
本实要测量的物理量有质量、•加速度和外力。
测量质量用 天平，需要研究的是怎样测量加速度和外力。
(1)测量加速度的方案：①方法1：小车做初速度为0的匀加速直线运动，直接测量小车移动的位移X 和发生这段位移所用的时间t, a=2x/t 订十算出加速度 a 。
②方法2：将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速 度。
③方法3：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t 相等, 那么山沪2X /F 可知，它们的位移之比就等于加速度之比。
(2)提供并且测量物体所受的外力的方案：山于我们上述测量加速度的方案只能适用于匀变速直线运动，所以我们必须给物体提供一个恒定的外力，并且 要测量这个外力。
但测力有一定困难，还「需平衡摩擦，教材的参考案例提供的 外力比较容易测量。
一、教学U 标1.学会通过实验探究物体加速度与力、质量的关系2.在实验中掌握打点计时器的用法物理观念：在处理实验问题时建立采用控制变量的方法对F 、m 三个物理量间的数量关系进行定量研究和根据实验数据，归纳、推理实验结论定量分析的 物理观念。
科学思维：理解实验思路的合理性，以及用图象处理实验数据的有效性 科学探究：经历实验的操作和测量过程，以及通过图象处理实验数据的过程, 体验如何平衡摩擦阻力、减少系统误差的操作方法。
教材 分析教学 3.对自己的实验结果进行归纳分析目标二、核心素养与核 心素2.如何提出实验方案，并使实验方案合理可行 3・实验数据的分析和处理教学 环节教师活动 学生活动设计意图导入 知识回顾学生回答：为了说明 新课 1.牛顿第一定律的内容是什么？b 牛顿第一加速度与教师总结并强调：一切物体总保持匀速直线运动状态或定律的内容 力、质量静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状和惯性与质 之间的定态。
《4.2第2节实验：探究加速度与力、质量的关系》导学案
《第2节实验：探究加速度与力.质量的关系》导学案一.实验U的1.学会用控制变量法探究物理规律•2.探究加速度与力、质量的关系•3•掌握利用图象处理数据的方法•二.实验思路采用控制变量法，在探究加速度与力、质量三者关系时，先让其中一个量打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、重物、夹子、细绳、交流电源、导线、天平(带有一套確码)、刻度尺•四、实验步骤1.测质量：用天平测量小盘的质量处和小车的质量％2.安装器材：按如图所示将实验器材安装好(小车上不系绳)•城带接电源ir3.平衡摩擦力：把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置,使小车在不挂小盘和舷码的宿况下，能沿木板做匀速直线运动(纸带上相邻点的间距相等)•(1)把小车停在打点计时器处，挂上小盘和確码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带，纸带记录了小车的运动悄况，取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂小盘和確码的总重力吗&(2)保持小车的质量不变，改变小盘中確码的质量，巫复步骤(1),多做儿次实验，并记录好相应纸带的编号及所挂小盘和確码的总重力处耳隔…(1) 保持小车所受的合外力不变，在小车上加码，接通电源后放开小车,用纸带记录小车的运动悄况：取下纸带，并在纸带上标上号码及小车和確码的 总质量盘.(2) 继续在小车上增加確码，巫复步骤(1),多做儿次实验，在每次实验得到的纸带上标上号码及小车和確码的总质量必，必，…A Y6.用公式或日=-厂求得小车的加速度⑦ 将得到的数据填入相应 表格中，以便进行数据验证•五、数据处理1.把小车在不同力作用下产生的加速度填在表中•2.把不同质量的小车(小车和確码)在相同力的作用下产生的加速度大小填在表中•物理量123456质量〃1M加速度a以8为纵坐标，分别以〃和7为横坐标，根据数据作玄一•"图象和召(1) 保持物体质量不变时，物体的加速度a 与所受力尸成正比• (2) 在力尸不变时，物体的加速度a 与质量"成反比・六、误差分析1.系统误差：本实验用小盘和確码的总重力Mg 代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和舷码的总重力.小盘和舷码的总质量越接近于 小车的质量，误差越大；反之，小盘和舷码的总质量越小于小车的质量，山此 引起的误差就越小-因此，要求小盘和確码的总质量远小于小车的质量是为了 减小因实验原理不完善而引起的误差・2.偶然误差：摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差・七、注虑事项1.平衡摩擦力时不要挂車物-整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和码的质量还是改变小车和舷码的质量，都不需要更新平衡摩擦力•2.实验中必须使小车和確码的总质量远大于小盘和確码的总质量•3. 改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量黑近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车•4. 作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧•类型一实验原理和实验操作莎〕在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，釆用如图所示 的实验装置，小车及车中的確码的总质量用弭表示，盘及盘中的確码的总质量 用加表示，小车的加速度可山小车后拖动的纸带上的由打点计时器打出的点计 算得出•3.实验结论小等于盘和盘中確码的重力•(2)—组同学在保持盘及盘中的舷码质量一定的情况下，探究加速度与小车质量的关系.以下做法正确的是(A. 平衡摩擦力时，应将盘及盘中的確码用细线绕过定滑轮系在小车上B. 每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C. 实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源D. 用天平测出加和必 之后可直接用公式a=器求出小车运动的加速度 (3) 在保持小车及车中的確码质量”一定，探究加速度与所受合外力的关系时，山于平衡摩擦力时操作不当，两位同学得到的a-F 关系分别如图中屮.乙 所示(8是小车的加速度，尸是细线作用于小车的拉力)•出现以下1W 况的原因分乙图:［解析］(1)对于盘及盘中舷码，有mg-T=ma^对于小车，有T=Ma.联 立可得a=曲I d T=孙+課g,只有当/时，才可认为T^mg.(2)平衡摩擦力时，先去掉盘、盘中確码和细线，只让小车在重力沿斜面方向的分力作用下向左运动，当小车能匀速运动时，重力沿斜面方向的分力和摩 擦力平衡，故A 不正确；调好后，当再次改变小车质量时，无需再平衡摩擦 力，B 正确；实验时，要先接通打点计时器的电源，使打点计•时器正常工作, 再释放小车，C 不正确；小车的加速度是通过处理纸带确定的，D 不正确•(3) III 屮图可看出，尸 =0时，aHO,说明木板的倾角过大，重力沿斜面方向的分力大于摩擦力.山乙图可看出，只有当尸达到一定值时，才会有加速J(1)当M 与肿的大小关系满足时，才可以认为细线对小车的拉力大屮图: 0乙度，说明平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力•［答案］(1)冰(2)B (3)木板的倾角过大没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足类型二数据处理和误差分析「画⑵ 某同学设计•了一个探究加速度5与物体所受合力尸及质量m关系的实验，如图屮为实验装置简图(交变电流的频率为50 Hz). 小隻田^吏戛単A花tf■时》6・19 6.70 7.21 7.724位：cm乙(1)图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为M/S"结果保®两位有效数字).(2)保持沙和沙桶的总质量不变，改变小车质量皿分别得到小车的加速度自与质打及对应的謬据，如表所示:L/kg-i4.003. 45 3.03 2. 50 2. 00 1.41 1.00 0. 60m请在如图丙所示的方格坐标纸中画出a —-图线，并依据图线求出小车的加737速度&与质量倒数詳间的关系式:(3) 保持小车的质量不变，改变沙和沙桶的总质量，该同学根据实验数据作出了加速度a 随合力尸变化的图线，如图丁所示，该图线不通过原点，其主要原 因是［解析］(1)在连续相等的时间间隔内，从纸带上可得到四段位移的大小, 可以选用公式法计算加速度•山题图乙可知*1 = 6・19 cm,疋=6. 70 cm,・勺=7・21 cm, X\ = J12 cm. 电火花计时器的打点周期z=-=o. 02 S,(7. 72+7. 21)- (6.70 + 6.19)x0，〃心.2 m/sl⑵在a--坐标系中描点连线得8—-图线，如图所示，可得a=-BJIB LIB2.52卅卅卅1 •卅删jtlifittii 删* 黜删甘,0 LO 2.0 3,0 4.0 5.0(3) III a-F 图线知尸增大至某值时物体开始有加速度，说明实验前没有平衡 摩擦力或者平衡摩擦力不充分・(胫+及)—(上+小) a=(47)-(4X0. 02)-a/(ni ■丁9T［答案］(1)3.2 (2)见解析图所示a=-(3)实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分实验中作出的a-尸图象有时不过原点，造成这种现象的主要原因是：实验 中没有考虑所挂重物的托盘的质量，误将a 物的重力等于拉力只 或是平衡摩 擦力时垫得太高了，此时会出现图象屮的情况：若实验中没有平衡摩擦力或摩 擦力平衡不充分，则会出现图象乙的悄况・类型三实验改进与创新<31某实验小组用如图1所示的装置探究质量一定时加速度与力的关系-用铁架台将两块固定有定滑轮的木板架起，木板的右端固定了两个打点计 时器，将两个质量相等的小车月、方放置在木板右端，用细线绕过滑轮组后与两 小车相连•两条纸带穿过打点il •时器后分别与小车连接在一起-将两个打点计 时器接在同一个电源上，确保可将它们同时打开或关闭-实验时，屮同学将两 小车按住，乙同学先在动滑轮下方挂上一个钩码，再接通电源使打点计时器开 始工作-打点稳定后，屮将两俩小车同时释放.在小车撞到定滑轮前，乙断开 电源，两打点计时器同时停止工作，取下两条纸带，通过分析处理纸带记录的信息，可以求出两小车的加速度，进而完成实验-请回答以下问题:图2(1) 图2为小车月后面的纸带，纸带上的0, 1, 2, 3, 4, 5, 6为每隔4个打印点选取的il •数点，相邻两il •数点间的距离如图2中标注，单位为cm •打点 计时器所用电源的频率为50 Hz 、则小车力的加速度鸟= 留两位有效数字)，同样测出小车万的加速度越，若a. : a ：近似等于m/s"结果保F就可说明质量一定的1W况下，物体的加速度与力成正比•(2)丙同学提出，不需测出两小车加速度的数值，只量出两条纸带上从第一个打印点到最后一个打印点间的距离X,、上，也能完成实验探究，若xZ近似等于，也可说明质量一定的1W况下，物体的加速度与力成正比，理由［解析］(1)每隔4个打印点选取一个计数点，计数点间的时间间隔: t= 0. 02X5 5=0.1 S,由匀变速直线运动的推论：可知，加速度为: a—X1 —-Yi+xi—-Y：+A6—-V3 (2. 79 — 1. 40 + 3. 32 — 1. 91 + 3.81 — 2. 32) X 10 '9r 9X0. r m/s '^0. 48 m/s< Ilj图1所示实验装置可知，小车力受到的拉力为小车万受到拉力卫9色也另产a:的刁两车的质量肿相等，两车的加速度之比：盂百可花Pm(2)两小车都做初速度为零的匀加速直线运动，它们的运动时间r相等，它2^1 广 1 1们的位移之比：-=：—=-=-，如果一=E也可以说明质量一定的悄况下，物船1 , 型2Xz 2体的加速度与其质量成正比•［答案］(1)0.48 1 : 2 (2) 1 ： 2 111 x=-ar可知，当时间？相等时，位移与加速度成正比本题考查了实验数据处理、考查了实验误差分析-对于实验题要明确实验原理，这是解题的前提与关键・■ ■■随堂知能演练■■■1.通过小车在拉力作用下的加速运动，来探究加速度、力和质量三者之间的关系-下列说法中符合实际的是(A.通过同时改变小车的质量血及受到的拉力尸，能归纳出加速度、力和质量三者之间的关系B.通过保持小车的质量不变，只改变小车受到的拉力，就可以归纳出加速度、力和质量三者之间的关系C.通过保持小车受力不变，只改变小车的质量，就可以得出加速度、力和质量三者之间的关系D.先不改变小车的质量，研究加速度与力的关系；再不改变小车受到的拉力，研究加速度与质量的关系；最后归纳出加速度、力和质量三者之间的关系解析^选D •探究加速度与力、质量的关系时，先使质量不变，研究加速度 与力的关系；再使受到的拉力不变，研究加速度与质量的关系: 速度、力和质量三者之间的关系.所以，只有选项D 正确•B. 3条倾斜直线所对应的小车和誌码的质量不同C. 直线1所对应的小车和確码的质量最大D. 直线3所对应的小车和確码的质量最大解析：选BD •山图象知尸相同时，对应的加速度大小关系为根 据尸相同时，加速度与质量成反比知，XXm相同的时间两车的位移分别为龙I 、星，则在实验误差允许的范W 内，有（F\=2F,时, F\=2F,时,x ：=2x\解析：选A •题中吗和处是车中码的质量，决不能认为是小车的质量.本 题中只说明了两小车是相同的，并未告诉小车的质量是多少-当吗=处时，两 车加琏码后质量仍相等，若F\=2F 「则&1=2知 由得閤=2血A 对，B 错；当妬=2应时，无法确定两车加舷码后的质量关系，两小车的加速度关系也 就不清楚，故无法断定两车的位移关系，C 、D 错.最后总结出加2.（多选）如图所示是根据探究加速度与力的关系的实验数据描绘的a-F 图象，下列说法中正确的有（A. 3条倾斜直线所对应的小车和誌码的质量相同3•如图所示，在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为人、车中所放磁码的质量分别为吗、处，打开夹子后经过f"1 "1、七 d夹子' I4®ll •? mrzi二 卫kb 车 2|7A. B.C. 当 F\=F\、 x^ = 2xzD.4.为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图1所示的实验装置，其中”为小车和小车上的滑轮的总质量，屈为沙和沙桶的总质量, 力传感器可测出轻绳中的拉力大小•单位wmLIO. 3,09. 5.12 . 7.10~'""513~~ILW ；~ 0123456图2(1) 下列实验操作中，一定要进行的是 A. 用天平测出沙和沙桶的总质量B. 将带滑轮的长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力C. 调整力传感器和定滑轮的高度，使连接它们的轻绳与长木板平行D. 为减小误差，一定要保证血远小于弭(2) 该同学在实验中得到如图2所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz 的交流电，根据纸带可求(3) 该同学以力传感器的示数尸为横坐标，加速度5为纵坐标，画出的a-E图象是一条直线(图象没有画出)，求得图线的斜率为2,则小车和小车上的滑 轮的总质量为.D. 2k解析^ (1)本题拉力可以山力传感器测出，不需要用天平测出沙和沙桶的质 量，也就不需要使小桶(包括沙)的质量远小于车的总质量，故A 、D 错误：该题 是力传感器测出拉力，从而表示小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板 右端垫高，以平衡摩擦力，故B 正确：调整力传感器和定滑轮的高度，使连接 它们的轻绳与长木板平行，故C 正确•(2)山于两i|•数点间还有四个点没有画出，故相邻计数点的时间间隔为0. 1S,山4*=8严可得：3 =出小车的加速度为.m/s"结果保留三位有效数字).B. k用于小车的拉力)•图2(3)某同学在实验中得到的纸带如图3所示，已知实验所用电源的频率为50 字)•7. 10 + 9. 13 + 11.09-1.10-3.09-5.叭©, 〃点皿 00 m/s\9X0. r(3)对a-F 图象来说，图象的斜率表示小车和小车上的滑轮的总质量的倒1 2 数，此题，力传感器的示数故小车和小车上的滑轮的总质量为故C 正确，A 、B 、D 错误.答案：(1)BC (2)2.00 (3)C5.为了探究“加速度与力、质量的关系”，现提供如图1所示实验装置-请思考探究思路并回答下列问题:＜、 二点计时器图1(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是(A- 将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动B. 将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运C. 将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的悄况下使小车恰做匀加速运动D. 将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动(2)某学生在平衡摩擦力时，不慎使长木板倾角偏小-则他所得到的a-F关系应该是图2中的哪根图线?(图中a 是小车的加速度，尺是细线作Hz.据纸带可求出小车的加速度大小为.m/s"结果保留两位有效数0 A >人B C D E—才21 斗一；72—4 单位“图3解析：（1）平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动，让墜力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力.所以平衡时应将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的W况下使小车恰好做匀速运动，故A、B、C错误，D正确.（2）把长木板的一端垫得过低，使得倾角偏小，会导致a力沿斜面向下的分力偏小，摩擦力偏大，而且A力沿斜面向下的分力小于摩擦力，这样在绳子的拉力大于摩擦力时，小车就会产生加速度，故选项D正确•（3川•数点间的时间间隔：t=2X0. 02 s=0・04 s,由匀变速直线运动的推论：Ax=at可知，加速度为：a=玉竺(7.21 + 7.72) — (6.19 + 6. 70) X0'泌心.2 m/sl答案：(1)D (2)D (3)3.26.探究“加速度与力、质量关系”的实验装置如图甲所示，小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小•A.平衡摩擦力时，需要在动滑轮上挂上钩码B.改变小车质量时，需要a新平衡摩擦力C.改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力（选填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码质量远小于4X0. 04-（2）实验中（1）关于平衡摩擦力，下列说法正确的是(3) 某同学根据实验数据作出了加速度a 与力尸的关系图象如图乙所示，图 线不过原点的原因是A. 钩码质量没有远小于小车质量B, 平衡摩擦力时木板倾角过大C. 平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力解析^ (1)平衡摩擦力时，不需要在动滑轮上挂上钩码，故A 错误：实验过程改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B 错误：实验询平衡摩擦力 后，在实验过程中改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力，故C 正确•(2)小车所受拉力可以由力传感器测出，不需要满足钩码质量远小于小车质(3) Ilf 图示图象可知，拉力为零时小车已经产生加速度，说明小车受到的合 力大于细线的拉力，这是山于平衡摩擦力时木板倾角过大、平衡摩擦力过大造 成的，故方正确，A. C 错误.答案：(DC (2)不需要(3)B7. 在“探究加速度与力、质量的关系”这一实验中:(1) 甲、乙两位同学根据实验数据画出的小车的加速度8与小车所受拉力尸的图象分别为图(Q 中的直线I 和直线H,直线1、 ][在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范下面给出 了关于形成这两种1W况原因的四种解释，其中可能正确的是 A. 实验前屮同学没有平衡摩擦力B. 屮同学在平衡摩擦力时把长木板的末端抬得过高了C. 实验前乙同学没有平衡摩擦力D. 乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了(2) 如图(《给出了该次实验中从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带(频率为50 Hz).其中1, 2, 3, 4, 5都为计数点，其中x, = 1.41 cm,疋=1.91 cm, X3=2. 39 cm.拓=2. 91 cm.山纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时 n2345^ n 列严小"小“・1(图⑹解析：(1) I 直线表明在小车的拉力为0时，小车的加速度大于0,即合外m/s,小车的加速度a=m/sl图力大于0,说明平衡摩擦力过度，即把长木板的末端抬得过高了，故A 错误，B 正确；H 直线说明在拉力大于0时，小车的加速度为0,即合外力为0,说明没 有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是没有将长木板的末端抬高或抬高不 够，故C 正确，D 错误.(2)每5个点取一个计数点的纸带，相邻的计数点间的时间间隔7=0. 1 S,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，得为=0 0 + 0 O?Q 12x0 1 ni/s = 0. 265 m/s.根据匀变速直线运动的推论公式Ax=af可以求出加速度的大小，得：舟一・\)=2创几xr=2氐『•为了更加准确地求解 加速度，我们对两个加速度取平均值，得：a=-(a. + a ：) =0.029 1 + 0.023 9-0.019 一0・ 0】4 1 皿/扌之.495 Wsl 答案：(2)0.265 0.4958. 如图为用拉力传感器(能测量拉力的仪器)和速度传感器(能测量瞬时速度的仪器)探究“加速度与物体受力的关系”的实验装置-用拉力传感器记录小 车受到拉力的大小，在长木板上相距Z=48.0cin 的久万两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达从万时的速率• 遶度传总器拉力传爲器速度传也器*I ' 、n "n f P n・]A C g(1)实验主要步骤如下：①将拉力传感器固定在小车上・③ 把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；为 保证细线的拉力不变，必须调节滑轮的高度使 ④ 接通电源后自C 点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力尸 的大小及小车分别到达从万时的速率y 」、％⑤ 改变所挂钩码的数量，重复④的操作•(2)下表中记录了实验测得的儿组数据，咗一卩：是两个速度传感器记录速率4X0.01②平衡摩擦力，让小车在不受拉力时做. 运动•整（结果保留三位有效数字）•（4）对比实验结果与理论计算得到的关系图线（图中已画出理论图线）•造成 上述偏差的原因除了拉力传感器读数可能偏大外，还可能是解析：（1）②平衡摩擦力完成的依据是小车在不受拉力作用时恰好做匀速直 线运动•③为保证细线的拉力不变，细线必须与长木板平行・C A pc — tZ ⑵山匀变速直线运动速度与位移的关系诟一 ^=2aL 可得，8=盘丁4将诟—域=4. 65 //s', L=Q. 48 m 代入后，可得 84 m/sl（3）如图所示・的平方差，则加速度的表达式a=;请将表中第4次的实验数据填写完⑷由作出的a-E图象可知，当拉力尸已经大于0时，小车的加速度仍然为0,故可能的原因是没有完全平衡摩擦力・答案：（1）②匀速直线③细线与长木板平行C A応—V A(2)冷了^ 4.84 (4.83-4.85 之间也算对)（3）见解析（4）没有完全平衡摩擦力。
高中物理4.2实验探索加速度与力、质量的关系导学案新人教版必修1
第四章牛顿运动定律第二节实验——探索加速度与力、质量的关系【学习目标】1.了解实验过程，体验科学研究的方法；了解控制变量法研究物理规律。
2．掌握利用图象处理实验数据的方法。
【重点难点】1、控制变量法探究物理规律。
2、实验设计与实验数据分析处理方法。
预习案【自主学习】1、本节通过实验要探究哪三个量的关系？通过什么方法设计实验？2、怎样测量（或比较）物体的加速度3、怎样提供和测量物体所受的恒力4、怎样进行数据处理？5、实验中平衡摩擦力的目的和方法是什么？【学始于疑】（请将预习中不能解决的问题记录下来，供课堂解决。
）探究案【合作探究】探究加速度与力、质量的关系：1．用天平测出小车和小盘(包括其中砝码)的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来．2．如图将实验器材安装好(小车上不系绳)．3．把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，平4．将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m o g．5．保持小车的质量不变，改变小盘(包括其中砝码)的质量，重复步骤4多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好相应纸带重物的重力m1g、m2 g…表1：M不变，加速度a与受力的关系6．保持小车所受的合外力不变，在小车上加砝码，并测出小车和放上砝码后的总质量M1，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码．7．继续在小车上加放砝码，重复步骤6，多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码．表2：F不变，加速度与质量的关系8．利用以上两表中的数据，分别在坐标系中作出M不变时，a一F图象和F不变时，a 一M图象．实验注意事项对于教材提供的实验“参考案例”，操作时应注意以下几点：①牵引小车的砝码应有10g、20g、50g等规格。
没有小规格砝码，可用沙桶装沙替代，质量用天平称量。
②探究加速度与力的关系：小车质量为200g，两车上面均可加100g左右的砝码。
4.2实验探究加速度与力质量的关系(导学案)(原卷版)高一物理
第2节实验：探究加速度与力、质量的关系导学案【学习目标】1.能够设计探究加速度与力、质量的关系实验方案。
2.能够完成实验的操作和测量过程，以及通过控制变量法对数据进行图像处理，体验如何平衡摩擦力，减小系统误差（钩码所受的重力不等于小车所受的拉力等）的操作方法。
【学习重难点】1.怎样测量物体的加速度；（重点）2.平衡摩擦力和测量物体所受的合外力；（重点）3.对平衡摩擦力方法的理解以及测量物体所受的合力的方法；（难点）4.指导学生选器材、设计方案、进行实验、作出图像、得出结论。
（难点）【知识回顾】1.牛顿第一定律：一切物体总保持状态或静止状态，除非作用在它上面的迫使它改变这种状态。
2.意义：揭示了运动与力的关系，即力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。
3.惯性：物体保持原来状态或静止状态的性质叫作惯性。
牛顿第一定律也被叫作惯性定律。
4.惯性与质量：决定物体惯性大小的物理量是它的质量，质量大的物体惯性。
说明惯性大小只由质量大小决定，与其他因素无关。
【自主预习】1.实验方法：法2.实验思路：本实验有三个需要测量的量：物体的、物体所受的和物体的。
测出它们的值，分析数据，得出结论。
(1)质量M：用测量。
(2)测量物体的加速度a方案一：利用打出的纸带测量小车的加速度a。
“逐差法”求解加速度：方案二：让两个小车做初速度为0的匀加速直线运动，在相等的时间内，由x ＝12at 2知 ，把测量加速度转换成测量位移。
(3)测物体受到的拉力F方案一：用 法补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，小车所受的拉力近似等于槽码的总重力。
阻力补偿后，绳的拉力F 为小车所受合外力，绳的拉力F ＝mg 须满足 的条件，其中m 为槽码质量，M 为小车质量。
方案二：用 测拉力【课堂探究】 思考与讨论：(1)由牛顿第一定律的学习，什么是改变物体运动状态的原因？ (2)由牛顿第一定律的学习，质量的大小对物体状态的改变是否有影响？(3)我们知道描述物体状态改变的物理量是速度，那么速度变化的快慢我们通常用哪个物理量来描述？ (4)加速度与力、质量之间存在怎样的定量关系呢？ 一、实验思路 思考与讨论：(1)当我们要探究某个物理量与另外两个或多个物理量之间的定量关系时，我们在探究过程中通常需要如何来做比较合理？(2)我们在探究加速度与力、质量的关系时，我们应当如何应用控制变量法来进行实验？ (3)根据以上讨论，你认为实验过程中我们需要测量哪些物理量呢？(4)为最终实现对加速度与力、质量关系的探究，你是否可以用以下实验器材设计一个或几个方案完成这一任务呢？二、物理量的测量（一）物理量的测量1.质量的测量：用测量2.加速度的测量：方法一：如果物体做初速度为零的匀加速直线运动，则可利用刻度尺测量位移和秒表测量时间，然后由公式可算出。
4.2实验探究加速度与力质量的关系教案高一上学期物理人教版
实验：探究加速度与力、质量的关系一、教学目标1.物理观念（1）明确实验的操作步骤和各种注意事项，理解实验数据的各种处理方法（2）经历探究加速度与物体受力、物体质量的关系的过程，设计出方便的表格。
2.科学思维学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。
3.科学探究通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。
培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。
4.科学态度与责任培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学重难点教学重点：如何提出实验方案并使实验方案合理可行。
教学难点：实验数据的分析与处理。
三、教学分析学生们在前面已经学习了力、物体的运动描述、以及牛顿第一定律。
对力与运动的关系有了简单的认识。
也对测量物体运动的加速度方法和实际操作都比较熟悉。
在本节教学中，我们将教材中一节课的内容分解为两节课进行教学：第一小节是探究加速度与力、质量关系的实验方案的确定；第二节是在实验室中根据学校实际所有器材进行实验探究加速度与力、质量关系的研究，力图在本节课让学生体会探究过程，并且在探究中找到加速度与力、质量的关系。
四、教学过程活动1【导入】实验：探究加速度与力和质量的关系利用视频《家庭视频》,说明用同样大小的力拉不同质量的扭扭车,快慢不同;用不同的力拉相同质量的小板凳,快慢也不同,说明:质量一定时,力越大,加速度就越大;力一定时,质量越大,加速度越小。
那么,加速度与力、质量有什么关系呢?本节课我们通过实验来探究加速度与力、质量的关系。
活动2【讲授】新课实验准备教师用幻灯片展示课前预习答案,并解决课前预习中的问题。
实验原理基本思路——控制变量法(1)保持研究对象即小车的质量M不变,改变砝码的质量m,即改变作用力F,测出小车的对应加速度,验证加速度是否与作用力成正比.(2)保持砝码的质量m不变,即保持作用力F不变,改变研究对象即小车的质量M,测出小车的对应加速度,验证加速度是否与质量成反比.实验器材打点计时器,天平,细绳,纸带复写纸片,小车和钩码,小桶和钢珠,一端有滑轮的长木板、刻度尺、导线实验测量加速度a利用打点计时器打出的纸带计算加速度质量M天平力F利用小微课介绍如何平衡摩擦力得到恒力F要求学生完成实验探究一:平衡摩擦力利用现有的器材,对桌面的小车进行平衡摩擦力活动3【活动】实验探究过程教师分配任务,要求学生在有限的时间内完成各自的任务小组完成探究二控制小车和钩码的质量M=(小车上放钩码,已知M车=186.8g,M码=50g);712小组完成探究三控制小桶和钢珠的质量m=(已知m桶=5.1g,m钢珠=3.58g)2.小组实行组长负责制,组长负责小组管理及任务的分配。
实验：探究加速度与力、质量的关系 导学案 (3)
2 实验:探究加速度与力、质量的关系[学习目标]1.知道探究加速度、质量、力三者关系的实验方案,体会用“控制变量法”研究物理规律。
2.会使用基本的力学实验器材获取加速度、力、质量等数据,并作出加速度与力、加速度与质量的关系图像,能根据图像得出加速度与力、质量的关系。
3.领会近似思想以及化曲为直的转化思维,知道平衡摩擦力的方法,会对实验误差做初步分析。
一、实验原理应用如图所示的实验装置,小车的加速度由纸带测出,小车的质量由天平测得,外力即为槽码的质量。
在探究加速度与力及小车质量的定量关系时,用到的基本方法是控制变量法,即:(1)保持小车质量不变,通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力。
(2)保持小车所受的拉力不变,通过在小车上增加重物改变小车的质量。
二、实验器材打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端有定滑轮的长木板、槽码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺、薄木板。
三、实验步骤1.用天平测出小车和槽码的质量m和m′,把数据记录在表格中。
2.按实验装置图把实验器材安装好,使长木板有滑轮的一端伸出桌面。
3.在长木板不带定滑轮的一端下面垫上薄木板,通过前后移动,来补偿阻力。
4.把细绳系在小车上并跨过定滑轮,此时要调节定滑轮的高度使细绳与木板平行。
5.将小车放在靠近打点计时器处,挂上槽码,接通电源,放开小车得到一条打好点的纸带(注意不要让小车撞到定滑轮,打好点的纸带要标明条件m=?,m′=?)。
6.保持小车的质量不变,改变槽码的个数,按上面步骤再做几次实验。
7.在每条纸带上都要选取一段比较理想的部分,算出每条纸带加速度的值并记录在表格中。
8.保持槽码质量不变,在小车上放砝码改变小车的质量,重复上面的实验。
把各次实验中的数据填入表格内。
9.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示拉力F,即槽码重力m′g,根据实验数据在坐标纸上描出相应的点并作图线。
10.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示小车质量的倒数1m,在坐标系中根据实验数据描出相应的点并作图线。
人教版高中物理必修一4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系导学案(一)
打点计时器纸带4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系1、学会用控制变量法研究物理规律，2、学会怎样由试验结果得出结论，3、探究加速度与力、质量的关系重点：探究加速度与力、质量的关系 难点：由实验结果得出结论。
【自主学习】 一、实验目的探究加速度与力、质量的关系：当质量一定是，加速度与力成 ；当作用力一定是，加速度与质量成 。
二、实验原理1、采用控制变量法：当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，我们设法控制某些参量使之不变化，而研究其中 的变化的方法。
本试验有F m a 三个参量，研究加速度与力、质量的关系时，我们先控制一个变量。
即当力不变时，加速度与 的关系；当质量不变时，加速度与 的关系。
2、要测量的物理量有：三、 实验器材打点计时器，纸带及复写纸片，小车，一端附有定滑轮的长木板，小桶和砂，细绳，导线，天平， ，砝码。
四、实验步骤1、用天平测出小车和小桶的质量M 和M /，把数值记录下来。
2、按图把实验器材装好，不挂小桶。
3、平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，让小车能在其上面做匀速运动。
4、把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，先接通电源在放开小车，取下纸带并标上号码。
5、保持质量不变，做上述试验，把力对应的纸带标好。
6、保持力不变，做上述试验，将质量对应的纸带标好。
7、计算出加速度，作出加速度与力的图像及加速度与质量得到数的图像。
【合作探究】一、实验数据记录及数据处理表一：表二：画出图像：实验结论：物体的加速度与物体的成反比，与物体成正比。
二、实验注意事项总结1．在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，我们用实验研究了小车“在质量一定的情况下，加速度和作用力的关系”；又研究了“在作用力一定的情况下，加速度和质量之间的关系”。
这种研究物理问题的科学方法是A．建立理想模型的方法B．控制变量法C．等效替代法D．类比法2．在“验证牛顿运动定律”实验的准备阶段，小车不挂小桶时，先将木板的一端垫起一定高度。
高中物理《实验：探究加速度与力、质量的关系》导学案
第二节实验：探究加速度与力、质量的关系1．会做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
2．学会用“控制变量法”探究加速度与力、质量的定量关系。
3．会用图象表示加速度与力、加速度与质量之间的关系。
能根据实验数据得出实验结论。
1.实验原理(1)探究方法——□1控制变量法 ①控制□2小车的质量M 不变，改变□3拉力F，探究加速度a与力F 的关系。
②控制□4砝码和小盘的质量m不变，即力F 不变，改变□5小车的质量M ，探究加速度a 与质量M 的关系。
(2)要测量的物理量 ①小车和放在小车上的钩码的总质量M 。
②小车受的拉力F (小盘和盘内砝码的总重力)。
③小车的□6加速度a。
2．实验器材□7打点计时器、纸带、复写纸、小车、□8一端附有定滑轮的长木板、小盘、钩码(100 g)4个、夹子、细绳、低压□9交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、□10刻度尺。
课堂任务 探究过程·获取数据仔细观察实验装置图，认真参与“师生互动”。
活动1：本实验作为研究对象的物体是什么？提示：作为研究对象的物体是小车。
活动2：怎样测量(或比较)物体(例如小车)的加速度？提示：如果物体做初速度为0的匀加速直线运动，则用刻度尺测量位移并用秒表测量时间，然后由a＝2x t2算出。
也可以在运动物体上安装一条打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度。
也可以不测加速度的具体数值，测量不同情况下(即受力不同时、质量不同时)物体加速度的比值。
由于a＝2x t2，如果测出两个初速度为0的匀加速直线运动在相同时间内发生的位移x 1、x 2，则a 1a 2＝x 1x 2。
活动3：怎样提供并测量物体(例如小车)所受的恒力？提示：如图所示，当小盘和砝码的质量远小于小车质量的情况下，可以认为小盘和砝码的重力近似等于小车所受的拉力(合外力)。
活动4：怎样平衡小车在运动过程中的摩擦力？提示：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，反复移动木块位置，直到轻推小车，使小车可保持匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)。
4.2实验：探究加速度与力、质量关系(教学设计)——高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
探究加速度与质量、力的关系教学设计一、教材分析“探究加速度与力、质量的关系”一节选自人教版普通高中物理必修一第四章第二节。
牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫。
教材中实验的基本思路是采用控制变量法，要测量的物理量有质量、加速度和力，测量质量用天平，需要研究的是怎样测量加速度和力。
本节从引导学生从牛顿第一定律出发，提出探究加速度与力、质量关系的必要性并从实验思路设计、物理量的测量、实验过程和数据分析几个方面导学生完成探究，实验的基本思路对于学生来说并不困难，因此整个教学过程应该更加重视让学生体会探究的实质：鼓励学生提出科学问题;设计更多的实验方案;引导学生解决实验中遇到的问题：会试用多种方法处理数据，基于实验数据得出结论；以及培养学生对探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。
二、学情分析1.已有基础：从知识结构上看，学生已认识到加速度与力、质量有关，以及它们之间的定性关系，具备了进一步定量探究的基础；从科学探究素养上看，学生已接触过实验探究，初步熟悉科学探究的要素，对于实验探究，学生也已有了一定基础；从认知发展水平上看，高一学生的认知正处于由直观认知向逻辑推理过渡阶段，学生已经初步具备了分析、归纳的能力。
2.学困点：生对定量研究运动规律的过程还很陌生，对于应用图像法处理数据中图像的“拟合”原理难以理解。
三、教学目标1.通过实验设计过程，采用控制变量的方法对a、F、m三个物理量间的关系进行定量研究和根据实验数据，归纳实验结论。
2.经历实验的操作和测量过程，以及通过图象处理实验数据的过程，理解图像法处理实验数据的有效性和“化曲为直”的思想方法，体验如何平衡摩擦阻力、减少系统误差的操作方法。
3.通过探究实验，体会探究过程的科学性和严谨性，培养与人合作、学会分享的团队精神。
四、教学重难点重点: 让学生经历加速度与力、质量关系的探宄过程，体会探究的本质，培养学生提出问题、批判性思维、交流与合作的能力。
4.2实验：探究加速度与力、质量的关系+教学设计高一上学期物理人教版2019必修一
实验：探究加速度与力、质量的关系一、教学目标1.物理观念通过实验认识加速度与力、质量之间的定量关系。
掌握牛顿第二定律（F=ma）的数学表达式，并理解其物理意义。
深刻理解力是产生加速度的原因，以及加速度方向与合外力方向间的矢量关系。
2.科学思维通过实验及数据处理，培养学生观察、分析、归纳总结的能力。
培养学生运用控制变量法研究物理问题的能力。
3.科学探究通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。
培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。
4.科学态度与责任培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学重难点重点：通过实验探究加速度与力、质量之间的定量关系，得出牛顿第二定律。
难点：理解并掌握牛顿第二定律的物理意义，以及如何在实验中准确测量和计算加速度、力和质量。
三、教学分析本实验基于新人教版高中物理必修1第四章第二节的内容，主要研究物体的加速度a与物体所受的外力F及物体的质量m之间的定量关系。
通过实验，学生可以更直观地理解牛顿第二定律，并掌握其应用。
四、教学过程教学环节教师活动设计意图新课导入（一）引入新课通过复习牛顿第一定律，引导学生理解力是改变物体运动状态（即产生加速度）的原因。
提出问题：物体的加速度与哪些因素有关？它们之间有何定量关系？用生动形象的画面激活学生的思维，培养学生学习的兴趣。
课内探究（二）实验设计控制变量法：在探究加速度与力的关系时，保持小车质量不变，改变施加在小车上的力（通过增减钩码数量实现）。
在探究加速度与质量的关系时，保持施加在小车上的力不变，改变小车的质量（通过在小车上增减砝码实现）。
实验原理：利用打点计时器或测量小车在相同时间内的位移来反映加速度的大小（位移与加速度成正比）。
通过测量小车的质量（使用天平）和施加在小车上的力（通过测量钩码重力得到），结合实验数据探究加速度与力、质量的关系。
4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系导学案
第四章牛顿运动定律4.2实验：探究加速度与力、质量的关系导学案【学习目标】1、理解探究加速度与力、质量的关系的合理性与必要性。
2、掌握平衡摩擦阻力、减小系统误差的操作方法。
3、理解实验思路的合理性，以及用图像处理实验数据的有效性。
【学习重点】1、体验如何平衡摩擦阻力、减小系统误差的操作方法。
2.、利用图像处理实验数据的方法。
【学习难点】1、掌握平衡摩擦阻力的实验操作方法2、能够合理用图像进行数据处理并会做简单的误差分析【自主学习】1、探究加速度与力、质量的关系的实验应运用什么样的实验方法？2、根据本实验的实验原理，请问实验中需要测量哪些物理量，你认为我们需要用到了哪些实验器材？【合作探究】探究点一：实验步骤用如图所示的装置探究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：A．用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量；B．按图装好实验器材；C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶；D．将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；E．保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M 值，重复上述实验；F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；G．作a一M关系图象，并由图象确定a~M关系．(1)该同学漏掉的重要实验步骤是，该步骤应排在步实验之后．(2)在上述步骤中，有错误的是，应把改为．(3)在上述步骤中，处理不恰当的是，应把改为．小结：1）、平衡摩擦力的方法2）、实验其他注意事项【小试牛刀1】在保持质量不变时加速度与物体受力间关系的实验中，小车质量M和砝码质量m分别选取下列四组值．A．M=500g，m分别为50g、70g、100g、125gB．M=500g，m分别为20g、30g、40g、50gC．M=200g，m分别为50g、75g、100g、125gD．M=200g，m分别为30g、40g、50g、60g若其它操作都正确，那么在选用组值测量时所画出的图线较准确．在选用此组值，m取g时实验误差较大．探究点二：实验数据处理保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的1m，数据如下表：请在如图所示的方格坐标纸中画出a~1m图线，并依据图线求出小车加速度a与质量倒数1m mM之间的关系式是 ．1、用图像法处理实验数据有什么好处？在处理过程中有哪些注意事项？2、该图像中横坐标选取m1而不选取m ,这么选择有什么优点？【小试牛刀2】某学生做实验时，保持小车的质量不变，测得小车的加速度a 和拉力F 的数据如下表所示：根据表中的数据在图中作出a~F 图线；把图线延长，看看图线是否通过原点？如果不通过原点，试分析在操作过程中可能遗漏了哪个步骤？【巩固训练】1、a 、b 、c 、d 四位同学在做《探究加速度与质量、力的关系》的实验，设小车质量和车上砝码质量之和为M ，砂及砂桶的总质量为m ，分别得出如图4-2-8中a 、b 、c 、d 四条图线，其中图a 、b 、c 是a~F 图线，图d 是a —1/M 图线，则以下列说法中正确的是： （ ）A ．a 和b 较好地把握了实验条件M 远大于mB ．c 和d 则没有把握好实验条件M 远大于mC ．a 同学长木板的倾角太小，而b 同学长木板倾角太大D ．a 、b 、c 三同学中，c 同学较好地完成了平衡摩擦力的操作2、在利用打点计时器探究加速度与力、质量关系的实验中，以下做法正确的是（ ） A. 平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上 B. 每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C. 实验时，先放开小车，后接通电源D.“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究过程也不会产生影响3、如图所示是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图，图中A 为砂桶，B 为定滑轮，C 为滑块及上面添加的砝码，D 为纸带，E 为电火花计时器，F 为蓄电池，电压为6 V ，G 是电键，请指出图中的三处错误。
高中物理《4.2实验：探究加速度与力、质量的关系》导学案 新人教版必修1
高中物理《4.2实验：探究加速度与力、质量的关系》导学案新人教版必修1级备课人课题4、2实验：探究加速度与力、质量的关系课时安排审核人苏丽使用时间学习目标1、理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关、2、通过实验探究加速度与力和质量的定量关系、3、培养学生动手操作能力、。
教学重点难点探究加速度与力和质量的定量关系导学流程学案导案自主学习一、加速度与力、质量的定性关系加速度是描述物体的物理量。
物体加速度的大小与它有关。
物体的质量一定时，越大，加速度越大；物体加速度的大小还与有关。
物体受力一定时，它的越小，加速度越大。
二、实验：探究物体的加速度与力、质量的定量关系1、探究方法：探究物体的加速度与力、质量的定量关系时，控制不变，探究加速度与力的关系；控制不变，探究加速度与质量的关系。
这种方法称为。
2、要测量的物理量小车与其上砝码的总质量M用测出。
小车受的拉力F用测出小盘和盘内砝码的总质量m，由公式算出。
小车的加速度a通过打出的纸带测算出。
3、测量加速度的方案（1）应用纸带测加速度在运动物体上安装一条连接打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度。
根据：在匀变速直线运动中，连续相邻相等时间内的位移之差为恒定值。
（2）应用匀变速直线运动规律求加速度如果物体做初速度为零的匀加速直线运动，那么，测量物体加速度最直接的办法就是用刻度尺测量并用秒表测量，然后由公式算出。
（3）应用加速度与位移成正比由于，如果测出两个初速度为零的匀加速运动在相同时间内发生的位移x1、x2，位移之比就是加速度之比，即。
合作探究交流探究一、研究多个变量之间关系的重要方法[问题情境]1、既然物体的加速度与物体的质量以及它受到的力有关，到底存在怎样的关系，请同学们讨论一下，通过什么实例可定性地说明它们之间的关系、2、加速度的大小与物体的受力和物体的质量有关，那么我们应采用什么方法来研究加速度的大小与物体的受力和物体的质量之间的定量关系呢？[要点提炼]1、控制变量法：在研究三个物理量之间的关系时，先让其中一个量保持不变，研究另外两个量之间的关系，最后总结三个量之间的相互关系、2、实验原理：研究加速度与物体受到的合外力间的关系时，保持物体的质量不变；研究加速度与物体的质量间的关系时，保持物体受到的合外力不变、探究二、加速度与力的关系阅读课本，明确以下两个方面的内容：1、实验的基本思路：保持物体的质量不变，测量物体在不同力下的加速度，分析加速度与力的关系、2、实验数据的分析：根据定性分析判断结果：力越大，加速度越大，猜测a∝F，Fn、探究三、加速度与质量的关系阅读课本，明确以下两个方面的内容：1、实验的基本思路：保持物体受力不变，测量不同质量的物体在这个力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系、2、实验数据的分析：根据定性分析判断结果：质量越大，加速度越小，猜测a∝，巩固检测1、在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，关于小车所受的合力，下列叙述中正确的是( )A、小车所受合力就是所挂吊盘和砝码的重力B、小车所受合力的大小等于吊盘和砝码通过细绳对小车所施加的拉力C、只有在平衡摩擦力后，小车所受合力才等于细绳对小车的拉力D、只有在平衡摩擦力后，且小车的质量远大于吊盘与砝码的总质量时，小车所受合力才可以认为等于吊盘和砝码的重力2、在本实验中，下列做法和理由正确的是( )A、实验中所用电源为低压直流电源B、可以将装有沙子的小桶用钩码代替，这样会使实验更加方便C、实验结果不用a－M图象，而用a－1/M图象，是为了便于根据图象直观地做出判断D、小车运动的加速度可用天平测出小桶和沙的质量(M′和m′)以及小车质量M后直接用公式a＝(M′＋m′)g/M求出、3、在本实验中，下列说法中正确的是( )A、平衡摩擦力时，小桶应用细线通过定滑轮系在小车上，但小桶内不能装沙B、实验中无须始终保持小车和砝码的质量远远大于沙和小桶的质量C、实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比D、平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力4、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用的实验方法是 ( )A、控制变量法B、假设法C、理想实验法5下列说法中正确的是( )A、在探究加速度与质量的关系时，应改变拉力的大小B、在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量C、在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a－图象D、当小车的质量远大于托盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于托盘和砝码的总重力大小6、在利用打点计时器和小车来做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，下列说法中不正确的是 ( )、A、平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上B、连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行C、平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D、小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车7、用打点计时器测量加速度探究加速度与力、质量的关系时，需要平衡摩擦力、平衡摩擦力时，应该让小车 ( )、A、挂上小盘，拖上纸带，开动打点计时器B、不挂小盘，拖上纸带，开动打点计时器C、挂上小盘，不拖纸带D、不挂小盘，不拖纸带师生后记得失收获。
【备课】高中物理教科版(2019)必修一：4.2 实验：探究加速度与力质量的关系学案
2.实验：探究加速度与力、质量的关系实验必备·自主学习——突出基础性素养夯基一、实验原理、思路及需要测量的物理量1．实验原理实验的探究方法——控制变量法．(1)保持研究对象即小车的质量不变，改变重物的质量，即改变拉力，测出小车运动对应的加速度，探究加速度是否正比于作用力．(2)保持重物的质量不变，即保持作用力不变，改变研究对象即小车的质量，测出对应不同质量小车的加速度，探究加速度是否反比于质量．2．基本思路(1)加速度与力的关系①实验的基本思路：测量质量m一定的物体在不同的力F作用下的加速度a，分析a与F的关系．②实验数据的分析：设计表，记录数据．在图1所示的坐标系内，作出aF图像．(2)加速度与质量的关系①实验的基本思路：F－定，测量不同质量m的物体在同一力F作用下的加速度a，分析a与m的关系．②实验数据的分析：设计表，记录数据．猜想：F相同，m越大，a越小，是否有“a与m成反比”或“a与m2成反比”？若a与m成反比，则a与1m 成正比．作出a1m图像．3．三个物理量的测量方法放在长木板上的小车在拉力的作用下做匀加速直线运动．(装置如图所示)实验中需要测量的物理量有三个：小车的加速度、小车所受的力、小车的质量．(1)小车质量的测量利用天平测出，在小车上增减砝码可改变小车的质量．(2)拉力的测量当重物的质量远小于小车的质量时，可以认为重物的重力近似等于细绳对小车的拉力．(3)加速度的测量在运动物体上连接一条穿过打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来计算加速度．利用在匀变速直线运动中，连续相等的时间T内的位移之差Δx＝aT2求出加速度．[导学] 平衡摩擦力(1)为何平衡摩擦力？为了让细绳拉小车的力等于小车所受的合外力，即T ＝F 合．(2)平衡摩擦力应注意以下几点 ①不挂重物．②垫高长木板远离滑轮的一端．③连好纸带后接通打点计时器，调节倾角，当纸带上打出的点迹均匀分布时，说明已经平衡了摩擦力．二、制定实验方案时应注意的两个问题本实验有三个需要测量的物理量：a 、F 、m ，质量m 可由天平测量，a 与F 的测量方法如下．(1)测量(或比较)物体的加速度的方法．①若物体做初速度为0的匀加速直线运动，测量位移x 和时间t ，由a ＝2xt 2计算加速度a .②利用打点计时器打出的纸带，由公式Δx ＝aT 2求出加速度a .③初速度为0的两个匀加速直线运动在相同时间内的位移分别为x 1、x 2，由x ＝12at 2得a1a 2＝x1x 2，可测量不同情况下物体加速度的比值．(2)提供和测量物体所受的恒力．①恒力的获得：在图1所示的实验器材中，可以在木板的下面垫一薄木块，用小车重力沿木板方向的分力平衡小车所受的摩擦力，从而使得在满足小盘和重物总质量远小于小车质量时，对小车的拉力约等于小盘和重物的总重力，即F1F2＝m1m2.②恒力的大小：在图2所示的实验方案中，取两个质量相同的小车放在光滑水平面上，小车的前端各系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中放有数目不等的砝码，使两小车自静止开始在不同拉力作用下做匀加速直线运动，小车所受拉力F的大小认为近似等于砝码和盘所受重力的大小(保证小车的质量比砝码和盘的总质量大得多).[拓展1] 改变M、m不需重新平衡摩擦力平衡摩擦力时不挂重物，将长木板无滑轮一端下面垫高，调节长木板倾角即可．平衡摩擦力后，因为 Mg sinθ＝μMg cosθ等式始终成立，与M、m大小无关，所以不管之后是改变小车质量还是改变所挂重物质量，都不需要重新平衡摩擦力．[拓展2] “化曲为直”的方法若物理量的yx图像是曲线，可根据其曲线的特点，作yx2图像、yx3图像或y1x图像，作出的图像是直线时才能更好地说明两个物理量之间的比例关系．关键能力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一实验原理与实验操作【典例示范】题型1 对实验目的、原理与器材的考查例1如图所示是某同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已接通电源正要释放小车时的情况．请你指出该同学的五个差错．(1)电源：________________．(2)电磁打点计时器位置：________________．(3)滑轮位置：________________．(4)小车位置：________________．(5)长木板：________________．题型2 实验操作例2用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：A．用天平称出小车和砝码的质量B．按图示安装好实验器材C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砝码D．将电磁打点计时器接在约8V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车的质量E．保持砝码的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值G．作aM关系图像，并由图像确定a与M的关系(1)该同学漏掉的重要实验步骤是________，该步骤应排在________步实验之后．(2)在上述步骤中，有错误的是________，应把____________________改为________________________．(3)在上述步骤中，处理不恰当的是________，应把________改为________．素养训练1 在探究加速度与力、质量的关系活动中，某小组设计了如图所示的实验装置．图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止．(1)在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使____________________；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量________(选填“远大于”“远小于”或“等于”)小车的质量．(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________.素养训练2 为了探究物体的加速度与质量的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，装置中有打点计时器、纸带、带滑轮的长木板(滑轮光滑)、垫块、小车和砝码(总质量用M 表示)、砂和砂桶(总质量用m表示)、刻度尺等，请回答下列问题：(1)图中将长木板一端适当垫高的目的是________________，当检测到________________时可认为该目的达到．(2)实验时，可以通过改变小车中砝码的个数来改变小车的质量，在完成本实验时，为了使砂桶和砂的总重力近似等于小车的牵引力，应满足________________(用题中所给物理量的符号表示).(3)下列是实验中的相关操作和有关分析，其中正确的是________．A．小车释放前应靠近打点计时器，且在释放小车前应先接通打点计时器的电源B．每次改变小车(包括车中砝码)的质量时，不需要重新平衡摩擦力C．为了直观判断加速度和质量的关系，应作出aM图像D．将砂桶和砂的总重力近似地当成小车的牵引力会给实验带来系统误差探究点二实验数据处理及实验方案的改进【典例示范】题型1 数据处理及分析例3在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，计算出各纸带的加速度后，将测得的反映加速度a和力F关系的有关资料记录在表一中，将测得的反映加速度a和质量M 关系的有关资料记录在表二中．表一表二图像．(1)根据表中所列数据，分别画出aF图像和a1M(2)由图像可以判定：当M一定时，a与F成________；当F一定时，a与M成________．(填“正比”或“反比”)题型2 实验方案的改进及创新例4为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验，其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑块通过G1、G2光电门时，光束被挡住的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录．滑块连同上面固定的挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：(1)实验开始前应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(2)若取M＝0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________．A．m1＝5g B．m2＝15gC．m3＝40g D．m4＝400g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为________________________________(用Δt1、Δt2、D、x表示).素养训练3 为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置．其中带滑轮的小车的质量为M，沙和沙桶的质量为m.(滑轮质量不计)(1)下列实验步骤中，实验时一定要进行的操作是________．A．用天平测出沙和沙桶的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量m远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两相邻计数点间还有四个点)，测得：x1＝1.40cm，x2＝1.90cm，x3＝2.38cm，x4＝2.88cm，x5＝3.39cm，x6＝3.87cm.小车加速度的大小是________m/s2.已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交变电源(结果保留两位有效数字).随堂演练·自主检测——突出创新性素养达标1.(多选)如图是通过位移测量来代替加速度测量的方案，即a1a2＝x1x2，这种替代成立的操作要求是( )A．实验前必须先平衡摩擦力B．必须保证两小车的运动时间相等C．两小车都必须从静止开始做匀加速直线运动D．小车所受绳的水平拉力大小可以认为是砝码(包括小盘)的重力大小2．在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图所示的实验装置，小车的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可根据小车拖动的纸带上由打点计时器打出的点计算出．(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的总重力．(2)在保持小车的质量M－定，探究加速度与所受合力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，有位同学得到的aF关系图像如图所示，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.3．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中：(1)为了探究加速度与力的关系，应保持________不变；为了直观地判断加速度a与力F的数量关系，应作出________(填“aF”或“a1”)图像．F(2)为了探究加速度与质量的关系，应保持________不变；为了直观地判断加速度a与质量m的数量关系，应作出________(填“am”或“a1”)图像．m4．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示．(1)当小车(包括车中砝码)的质量M与砝码盘(包括砝码)的总质量m的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于砝码盘(包括砝码)的总重力．(2)在平衡小车与桌面之间的摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．打点计时器的打点间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，测量出相邻两计数点之间的距离．则该小车的加速度a＝________m/s2(结果保留2位有效数字).(3)图丙是A、B两同学根据实验数据画出的图像，形成图线①的原因是________，形成图线②的原因是________．5．如图所示是小明同学探究加速度与力的关系的实验装置，他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．(1)已知遮光条的宽度为d.(2)实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量c是________________________________(用文字表述).滑块通过光电门的速度为________(用已知量表示).(3)小亮同学认为无需测出上述c和d，只要画出以F(力传感器示数)为横坐标，以________为纵坐标的图像就能直接反映加速度与力的关系．(4)下列实验操作和要求必要的是________(填选项前对应的字母).A．应将气垫导轨调节水平B．应测出钩码和力传感器的总质量C．应使A位置与光电门间的距离适当大些D．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量2．实验：探究加速度与力、质量的关系关键能力·合作探究探究点一 【典例示范】例1 解析：细线应沿与长木板平行的方向拉小车；打点计时器应用交变电源；为获得更多实验数据，打点计时器靠近木板最右端，小车靠近打点计时器．答案：(1)应用约8V 的交流电源 (2)应靠长木板右端(3)应使小车左端的细线与长木板平行 (4)应靠近打点计时器 (5)为使小车所受拉力等于小车合力，应垫高右端以平衡摩擦力警示：电磁打点计时器使用的是6V 的交流电源；电火花打点计时器使用的是220V 的交流电源．例2 解析：实验中把砝码的重力看作与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故在悬挂砝码前必须平衡摩擦力．电磁打点计时器接在8V 电压的蓄电池上时不能打点，必须接在6V 交流电压的学生电源上．作a M 关系图像，得到的是双曲线的一支，很难做出正确的判断，必须“化曲为直”，改作a 1M 关系图像．答案：(1)平衡摩擦力 B (2)D 8V 电压的蓄电池 6V 交流电压的学生电源 (3)G a M 图像 a 1M 图像素养训练1 解析：(1)拉小车的细线要与轨道平行，只有在砝码盘和砝码的总质量远小于小车质量时，才能认为砝码盘和砝码的总重力等于细线拉小车的力．(2)对初速度为零的匀加速直线运动，运动时间相同时，根据x ＝12at 2，得a 1a 2＝x1x 2，所以能用位移来比较加速度大小．答案：(1)细线与轨道平行(或水平) 远小于(2)两小车从静止开始做匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等素养训练2 解析：(1)将长木板不带定滑轮的一端适当垫高，以平衡小车受到的摩擦力，让小车及砝码的总重力沿斜面向下的分力大小恰好等于小车受到的摩擦阻力，此时轻推小车，小车将带着纸带做匀速直线运动．(2)当砂桶和砂的总质量远小于小车及砝码的质量时，小车所受的拉力大小可近似等于砂桶和砂的总重力，所以应满足的条件是M ≫m .(3)小车释放前应靠近打点计时器，实验时先接通打点计时器的电源，后放开小车，A 正确；每次改变小车(包括车中砝码)的质量时，小车及砝码的总重力沿斜面的分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，B 正确；在探究加速度a 与质量M 的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a 1M 图像，C 错误；由实验装置和实验原理产生的误差为系统误差，本实验中将砂桶和砂的总重力近似地当成小车的牵引力产生的误差属于实验原理产生的误差，是系统误差，D 正确．答案：(1)平衡小车受到的摩擦力 小车带着纸带做匀速直线运动 (2)M ≫m (3)ABD 探究点二 【典例示范】例3 解析：(1)根据表中数据描点作图，如图甲、乙所示．(2)a F 图像和a 1M 图像都是一条过原点的直线，则a 与F 成正比，a 与1M 成正比，即a 与M 成反比．答案：(1)如图甲、乙所示 (2)正比 反比例 4 解析：(1)取下牵引钩码，滑块放在任意位置都不动；或取下牵引钩码，轻推滑块，数字计时器记录的两个光电门的光束被遮挡的时间相等．(2)在探究加速度与力的关系的实验中，钩码的质量与滑块连同上面固定的挡光片的总质量的关系是m ≪M 时，才能近似认为钩码受到的重力等于滑块受到的拉力，故D 不合适．(3)当滑块通过G 1、G 2光电门时，光束被遮挡的时间分别为Δt 1、Δt 2，对应的速度分别为v 1＝DΔt 1、v 2＝DΔt 2，根据2ax ＝v 22−v 12求出加速度a ＝(D Δt 2)2−(D Δt 1)22x.答案：(1)见解析 (2)D (3)a ＝(D Δt 2)2−(D Δt 1)22x素养训练3 解析：(1)A 、D 错：本实验中拉力可以由弹簧测力计测出，故不需要测出沙和沙桶的质量，也不需要使沙和沙桶的总质量远小于小车的质量．B 对：用弹簧测力计测出拉力，从而得到小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力．C对：使用打点计时器时，应先接通电源，再释放小车，该实验探究的是质量一定时加速度与力的关系，要记录弹簧测力计的示数．(2)由于两相邻计数点间还有四个点，则相邻计数点的时间间隔为T ＝5×0.02s ＝0.1s ，根据位移差公式Δx ＝aT 2求出小车的加速度大小为a ＝x 4+x 5+x 6−x 1−x 2−x 39T 2，代入数据得a ≈0.50m/s 2.答案：(1)BC (2)0.50 随堂演练·自主检测1．解析：B 、C 对：对于初速度为零的匀加速直线运动，根据x ＝12at 2，得a ＝2x t2，当两个初速度为零的匀加速直线运动的运动时间t 相同时，a 1a 2＝x1x 2.A 、D 错：当桌面对小车有摩擦力或小车所受的水平拉力不等于钩码(包括小盘)的重力大小时，小车也做初速度为零的匀加速直线运动，替代也成立．答案：BC2．解析：(1)由于盘及盘中砝码所受重力只是近似等于小车所受拉力，为了尽量减小误差，应使盘及盘中砝码的质量m 与小车质量M 之间的关系满足M ≫m .(2)由a F 图像可知，其不过原点的原因是平衡摩擦力不够或没有平衡摩擦力．答案：(1)M ≫m (2)平衡摩擦力不够或没有平衡摩擦力3．解析：(1)为了探究加速度与力的关系，应保持质量m 一定；为了直观地判断加速度a 与力F 的数量关系，应作出直线图形，即a F 图像．(2)为了探究加速度与质量的关系，应保持力F 不变；为了直观地判断加速度a 与质量m 的数量关系，应作出直线图形，即a 1m图像．答案：(1)质量 a F (2)力 a 1m4．解析：(1)当砝码盘的总质量m 远小于小车的质量M 时，绳子的拉力大小可近似等于砝码盘的总重力．(2)题图乙中每五个点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔T ＝0.1s ，根据匀变速直线运动的推论公式Δx ＝aT 2得，a ＝Δx T2＝0.001 60.12m/s 2＝0.16m/s 2.(3)由题图丙的图线①可知，当F ＝0时，a ≠0，即没有拉力时，小车已经有加速度，原因可能是平衡摩擦力时长木板倾角过大，即平衡摩擦力过度；由题图丙的图线②可知，当a ＝0时，F ≠0，即开始有拉力时，小车仍未动，原因可能是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分．答案：(1)m ≪M (2)0.16 (3)平衡摩擦力过度 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分 5．解析：(2)实验时，将滑块从A 位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B 的时间t ，因为遮光条很窄，故遮光条通过光电门的平均速度可近似认为是滑块通过光电门的瞬时速度，即v ＝dt ，根据运动学公式可知若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是A 位置处遮光条到光电门B 之间的距离L .(3)由匀变速直线运动的速度—位移公式可得，加速度a ＝v 22L ＝(d t)22L ＝d 22Lt 2，由于遮光条的宽度d 和A 位置处遮光条到光电门的距离L 均为定值，则有a ∝1t 2，所以要研究加速度与力的关系，可通过研究1t 2与F 的关系得到，即以F (力传感器示数)为横坐标、以1t 2为纵坐标的图像就能直接反映加速度与力的关系．(4)实验前应将气垫导轨调节水平，A 正确；滑块受到的拉力可以由力传感器测出，实验不需要测出钩码和力传感器的总质量，B 错误；为减小实验误差，应使A 位置与光电门间的距离适当大些，C 正确；滑块受到的拉力可以由力传感器测出，不需要使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量，D 错误．答案：(2)A 位置处遮光条到光电门B 之间的距离 dt (3)1t 2 (4)AC。
2019-2020年高中物理 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系导学案
2019-2020年高中物理 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系导学案【课程学习目标】1.认识影响加速度的因素——力和质量2.通过实验测量加速度、力和质量；会做出加速度与力、加速度与质量的关系图象。
3.能根据图象得出加速度和力、质量的关系4.知道平衡摩擦力的方法和判断摩擦力是否得到平衡的方法。
【重点及难点】对于实验条件：车质量（包括车内砝码）M远大于盘和砝码的总质量m的理解【课堂导学】1、物体运动状态的变化指的是的变化，也就是物体产生了；是迫使“物体运动状态变化”的原因，也就是物体产生的原因；是抵抗“物体运动状态变化”的本领；是描述“物体运动状态变化”快慢。
（选填：“速度v”、“ 质量m”、“外力F”“、加速度a”）。
2、为了研究加速度、物体质量和受力之间关系，可以采用法：即先控制，研究；再控制，研究。
本实验需要测量的物理量有加速度、力与质量，其中质量可用测量。
①怎样测量（或比较）加速度？课本P73参考案例一是如何比较加速度呢？为什么可用两车的位移之比表示它们的加速度之比？课本P73参考案例二是如何测量加速度呢？②怎样测量力？在参考案例二 (如图所示)，如何给小车提供恒定的外力？③为什么图中木板要倾斜？木板要倾斜到什么程度？如果在气垫导轨上做参考案例二实验需要将气垫导轨倾斜吗？④本实验对小车前端的细线有什么要求？提示：本实验方案中，在平衡好摩擦的前提下，还要满足小车质量（包括车内砝码）M远大于盘和砝码的总质量m时，可以认为小车运动过程中．．．．．。
．．．．．．砝．码的总重力．．外力等于盘和．．．．．．．所受⑤怎样处理参考案例二得到的数据？在研究加速度与质量的关系时，为什么要用为横坐标，加速度a 为纵坐标，描绘a —图象，而不是描绘a —m 图象？例1、某同学做“探究加速度、力和质量的关系”实验，如图所示为他正要释放小车时的情形，对此另一位同学提出来实验应改进以下几点，中正确的是（ ）A 、应把长木板的右端适当垫高，以平衡摩擦阻力B 、应调整滑轮高度使细绳与长木板表面平行C 、应将打点计时器接在直流电源上D 、应将小车远离打点计时器例2：下面是“探究加速度与力、质量的关系”的实验步骤：①用天平测出小车质量M 和小盘质量m②安装好打点计时器，在小车上安装好纸带③调整长木板的倾斜程度④在小盘中加入适量的砝码m 1⑤保持小车质量一定，探究加速度与力的关系⑥保持小车所受拉力一定，探究加速度与质量的关系（1）步骤③的目的是 （2）步骤④中，要求小盘和砝码总质量（m+m 1） 小车质量M（3）步骤⑤、⑥，表明该实验采用的科学方法是例3．“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示．(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s ．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a ＝________m/s 2.(结果保留两位有效数字)(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a 与砝码盘中砝码总重力F 的实验数据如下表：请根据实验数据在上图中作出a －F 的关系图象．(3)根据提供的实验数据作出的a －F 图线不通过原点，请说明主要原因．砝码盘中砝码总重力F(N)0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度a (m·s －2) 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70参考答案：【课堂导学】1.速度；外力F；质量m；加速度a2.控制变量；质量加速度外力；外力加速度质量；天平3. 通过相同时间内发生位移来比较加速度；在本探究实验中，两车均做初速度为0的匀加速直线运动。
高中物理必修一教案-4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系7-人教版
导学案第二节. 实验：用DIS研究加速度与力的关系、加速度与质量的关系一. 实验目的：1.了解影响加速度的因素——力和质量.2.通过实验分别作出a-F、a-m的关系图象并得出其关系3.体会“控制变量法”对研究问题的意义.4.新课标用DIS研究a-F、a-m之间的关系二. 实验器材：DIS（位移传感器、数据采集器、计算机等）、带滑轮的力学轨道、细绳、小车、钩码、、天平、支架等。
三.实验装置：四实验步骤：实验1：研究小车在质量一定的情况下，加速度与受力的关系⑴DIS 连接：将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在力学轨道的高端。
调整接收器、发射器的位置，使其基本正对。
将接收器与数据采集器相连，数据采集器与计算机相连，构成DIS实验系统。
⑵进行摩擦力平衡调整。
步骤如下：a 、双击图标，打开DIS 程序，等待传感器自动连接，待变成，传感器就连接成功了。
单击“新课改实验”，双击实验条目“用DIS求加速度”，进入实验界面。
b、将小车放到斜面上，打开位移传感器发射器电源开关，点击“”，轻推小车开始运动，测量小车的加速度。
当加速度接近零时，可以认为小车重力沿斜面的分力已与小车和轨道之间的摩擦力平衡，见（图）。
c、如果加速度与 0 相差较大，则调节轨道的倾角，再次测量，直至达到要求。
d、点击退出，退出“用DIS求加速度”。
实验一（1）返回软件主界面，点击实验条目“研究加速度与力的关系”。
（2）将细绳的一段栓在小车上，另一段通过滑轮拴在钩码上。
（3）在窗口下方的表格内输入小车的质量及拉力数值(等于钩码的重力)。
（4）将小车放到轨道上，点击“开始记录”，释放小车，数据采集完，点击“停止记录”（5）点击“选择区域”，选择需要研究的一段v-t图线。
此时软件窗口下方的表格中将自动显示该段v-t图线对应的加速度。
（6）保持小车质量不变，改变拉力，重做实验，可得到另几组数据，记录在表格中。
a-F图线（7）处理实验数据，画出a-F 图线，归纳得出结论。
高中物理 4.2实验 探究加速度与力、质量的关系导学案 新人教版必修1
高中物理4.2实验探究加速度与力、质量的关系导学案新人教版必修1【学习目标】知识与技能1.理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关.2.通过实验探究加速度与力和质量的定量关系.3.培养学生动手操作能力.过程与方法1.学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法实现.2.指导学生根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结论.3.帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规律.情感态度与价值观1.通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神.2.使学生养成实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦.3.培养学生的合作意识，相互学习、交流、共同提高的学习态度.【重点难点】1.怎样测量物体的加速度.2.怎样提供和测量物体所受的力.【教学难点】指导学生选器材，设计方案，进行实验，作出图象，得出结论.【学习内容】课前预习1．从前几章的知识可知，物体的速度是描述物体运动状态的物理量，物体的运动状态变化，是以________这一物理量的变化表现出来的．而我们已经学习过的____________是描述物体速度变化快慢的物理量，因此加速度便是描述物体运动状态变化快慢的物理量．所以，第一个课题就应是________________________________．而在相同力的作用下，由于不同质量物体的惯性不同，速度变化的快慢也不同，质量是物体惯性的量度，所以，第二个课题就应是____________________________．2．在该实验中有三个变量，为了研究问题的方便，可采取保持一个量不变，而观察另外两个量变化的情况的方法，称为________________．思考利用第二章“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置，除了电磁打点计时器外，探究加速度与力、质量的关系，还需要哪些器材？3．探究加速度与力的关系时的基本思路是：保持物体的________不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系．4．探究加速度与质量的关系时的基本思路是：保持物体________________相同，测量不同质量的物体在这个力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系思考1．控制变量法：在研究三个物理量之间的关系时，先让其中一个量保持不变，研究另外两个量之间的关系，最后总结三个量之间的相互关系．2．实验原理：研究加速度与物体受到的合外力间的关系时，保持物体的质量不变；研究加速度与物体的质量间的关系时，保持物体受到的合外力不变．探究知识一、研究多个变量之间关系的重要方法 提出问题1．既然物体的加速度与物体的质量以及它受到的力有关，到底存在怎样的关系，请同学们讨论一下，通过什么实例可定性地说明它们之间的关系．2．加速度的大小与物体的受力和物体的质量有关，那么我们应采用什么方法来研究加速度的大小与物体的受力和物体的质量之间的定量关系呢？ 二、加速度与力的关系 学生阅读明确以下两个方面的内容：1．实验的基本思路：保持物体的质量不变，测量物体在不同力下的加速度，分析加速度与力的关系．2．实验数据的分析：根据定性分析判断结果：力越大，加速度越大，猜测a ∝F ，Fn. 三、加速度与质量的关系阅读课本，明确以下两个方面的内容：1．实验的基本思路：保持物体受力不变，测量不同质量的物体在这个力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系．2．实验数据的分析：根据定性分析判断结果：质量越大，加速度越小，猜测a ∝1m ，1mn四、制定实验方案时的两个问题1．怎样测量(或比较)物体的加速度？ (1)测量方法①让物体做初速度为零的匀加速直线运动，用刻度尺测量物体运动的位移，用秒表测量物体运动的时间，由x ＝12at2公式算出．②让物体做初速度为零的匀加速直线运动，在运动物体后安装一条通过打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度． (2)比较方法①如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动在相同时间内发生的位移x1、x2，位移之比就是加速度之比． a1a2＝x1x2②如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动的物体在相同位移内所用时间t1、t2，时间比的平方就是加速度之比的倒数． a1a2＝t22t212．怎样提供和测量物体所受的恒力？如图1所示，在水平木板上放置一辆小车．小车的前端系上细绳，细绳的另一端跨过定滑轮并挂上一个质量很小的重物．小车的尾部挂上一条纸带，纸带穿过打点计时器．为了消除摩擦力对小车的影响，必须将木板无滑轮的一端稍微垫高一些，用____________来抵消摩擦力，直到小车不挂重物时能匀速运动为止．当挂上重物时，只要重物的质量____________小车的质量，那么可近似认为重物所受的重力大小等于小车所受合外力的大小．图1例1在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，计算出各纸带的加速度后，将测得的反映加速度a和力F关系的有关数据记录在表1中．将测得的反映加速度a和质量M关系的数据列在表2中．表1a/(m·s－2) 1.98 4.06 5.95 8.12F/N 1.00 2.00 3.00 4.00表2a/(m·s－2) 2.04 2.66 3.23 3.981M/kg－10.50 0.67 0.80 1.00(1)根据表中所列数据，分别画出a－F图象和a－1M图象．(2)从图象可以判定：当M一定时，a与F的关系为____；当F一定时，a与M的关系为____．(3)由a－F图象可知，M＝______.(4)由a－1M图象可知，F＝______ .图2例2在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，利用如图2所示的装置．(1)本实验采用的实验方法是______A．控制变量法B．假设法C．理想实验法(2)下列说法中正确的是______A．在探究加速度与质量的关系时，应改变拉力的大小B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量C．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a－1m图象D．当小车的质量远大于托盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于托盘和砝码的总重力大小(3)某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：(小车质量保持不变)①根据表中的数据在图3坐标上作出a－F图象．F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60a/m·s－2 0.10 0.20 0.28 0.40 0.52图3②图线不过原点的原因可能是_______________________________________________【课堂小结与反思】本节课以实验为依据，采用控制变量法进行研究.根据已掌握的物理知识自行设计实验方案、探索物理规律是物理学研究的重要方法.其基本思路是：提出问题→猜想（作出假设）→进行实验（收集数据）→数据分析→得出结论→反复验证→得出定律.【课后作业与练习】1．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，关于小车所受的合力，下列叙述中正确的是()A．小车所受合力就是所挂吊盘和砝码的重力B．小车所受合力的大小等于吊盘和砝码通过细绳对小车所施加的拉力C．只有在平衡摩擦力后，小车所受合力才等于细绳对小车的拉力D．只有在平衡摩擦力后，且小车的质量远大于吊盘与砝码的总质量时，小车所受合力才可以认为等于吊盘和砝码的重力2．在本实验中，下列做法和理由正确的是()A．实验中所用电源为低压直流电源B．可以将装有沙子的小桶用钩码代替，这样会使实验更加方便C．实验结果不用a－M图象，而用a－1/M图象，是为了便于根据图象直观地做出判断D．小车运动的加速度可用天平测出小桶和沙的质量(M′和m′)以及小车质量M后直接用公式a＝(M′＋m′)g/M求出．3．在本实验中，下列说法中正确的是()A．平衡摩擦力时，小桶应用细线通过定滑轮系在小车上，但小桶内不能装沙B．实验中无须始终保持小车和砝码的质量远远大于沙和小桶的质量C．实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比D．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力4．实验台上备有下列器材：A．打点计时器、纸带及复写纸片；B.附有定滑轮的长木板；C.小车；D.砝码；E.钩码；F.小桶、细绳、沙；G.两根导线；H.停表；I.天平(附砝码)；J.刻度尺；K.弹簧秤；L.6 V蓄电池；M.学生电源；N.小木板；O.铁架台．为探究加速度与力和质量的关系，选用的器材是_______.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4.2实验：探究加速度与力、质量的关系
班级：组别：姓名：时间：2013 【情境导入】
十字路口红绿灯时摩托车、载重汽车减速停止与加速启动的画面
通过以上画面我们可以看出，摩托车启动很快，而载重汽车启动很慢，这是为什么呢？
加速度与力、质量存在什么关系呢？
【学习目标】
1、学会用控制变量法研究物理规律，
2、学会怎样由试验结果得出结论，
3、探究加速度与力、质量的关系
【学习重点】
探究加速度与力、质量的关系
【学习难点】
由实验结果得出结论
【方法指导】
自主探究、交流讨论、自主归纳
【独立学习】
（认真阅读教材p71-74页完成下列问题）
一、实验目的
1、探究加速度与力、质量的关系：当质量一定时，加速度与力成；当作用力一定时，加速度与质量成。
二、实验原理
1、采用控制变量法：当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，我们设法控制某些参量使之不变化，而研究其中的变化的方法。
本试验有F m a三个参量，研究加速度与力、质量的关系时，我们先控制一个变量。
即当力不变时，加速度与的关系；当质量不变时，加速度与的关系。
2、要测量的物理量有：
打点计时器 纸带
三、实验器材
打点计时器，纸带及复写纸片，小车，一端附有定滑轮的长木板，小桶和砂，细绳，导线， 天平， ， 砝码。
四、实验步骤
1、用天平测出小车和小桶的质量M 和M /，把数值记录下来。
2、按图把实验器材装好，不挂小桶。
3、平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，让小车能在其上面做匀速运动。
4、把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，先接通电源在放开小车，取下纸带并标上号码。
5、保持质量不变，做上述试验，把力对应的纸带标好。
6、保持力不变，做上述试验，将质量对应的纸带标好。
7、计算出加速度，作出加速度与力的图像及加速度与质量得到数的图像。
【小组交流】
实验结论：物体的加速度与物体的 成反比，与物体 成正比。
【合作探究】
某两个同学分别按步骤做该实验时，各自得到的图像如图甲和乙所示，则出现此种现象的原因：
甲是：
乙是：
【展示提示】
在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，计算出个纸带的加速度后，将加速度与力、质量的有关数值记入表中，如图，
2、从图像可以判定：当M一定时，a与F的关系是
当F一定时，a与M的关系是
3、由a-F图像可知M=
4、由a-1/M图像可知F=
【反思小结】
本节课以实验为依据，采用控制变量法进行研究.根据已掌握的物理知识自行设计实验方案、探索物理规律是物理学研究的重要方法.其基本思路是：
提出问题→猜想（作出假设）→进行实验（收集数据）→数据分析→得出结论→反复验证→得出定律.
【堂清训练】
1．物体运动状态的变化是指（）
A．位移的变化
B．速度的变化
C．加速度的变化
D．质量的变化
2．以下物体在运动过程中，运动状态不发生变化的是( )
A．小球做自由落体运动
B．枪弹在枪筒中做匀加速运动
C．沿斜坡匀速下滑的汽车
D．汽车在水平面上匀速转弯
3．关于力和运动的关系，下列说法中正确的是( )
A．物体受力一定运动，力停止作用后物体也立即停止运动
B．物体所受的合力越大，其速度越大
C．物体受力不变时，其运动状态也不变
D．物体受外力的作用，其速度一定改变
4．物体A的质量为10 kg，物体B的质量为20 kg，A、B分别以20 m／s和10 m／s的速度运动，则( )
A．A的惯性比B大
B．B的惯性比A大
C．A、B的惯性一样大
D．不能确定
5．关于力下列说法中确的是( )
①力是使物体运动状态改变的原因；②力是维持物体运动的原因；③力是改变物体惯性大小的原因；④力是使物体产生加速度的原因．
A．①④B．①②C．②③D．③④
6．下列说法中正确的是( )
A．物体不受力时，一定处于静止状态
B．物体的速度等于零时，一定处于平衡状态
C．物体的运动状态发生变化时，一定受到外力的作用
D．物体的运动方向，一定是物体所受外力合力的方向
7．一个物体受到四个力作用而静止，当撤去其中的F1，而其他三个力不变时，物体将_______。