物理知识点高中物理 第四章 第二节 实验 探究加速度与力质量的关系同步创新课件 新人教版必修1【精品课件】
(教案)实验：探究加速度与力、质量的关系
实验：探究加速度与力、质量的关系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。
本实验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/t2计算出加速度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，那么由a=2x/t2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：由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。
验中作用力F的含义是物体所受的合力。
那么，如何测小车所受合外力F？合我们通过下面具体实验来说明。
二、实验设计实验设计1：用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系1．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。
2．实验步骤（1）用天平测出小车的质量；（2）按图装好实验器材，平衡摩擦力。
（3）控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连，打开打点计时器，释放小车，测出一组数据。
（4）保持小车上的砝码个数不变，改变钩码质量，并测量得F（钩码质量远小于小车质量），多测几组数据。
注意：只有在钩码质量远小于小车质量时，线的拉力近似等于钩码的重力。
（5）控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据填入表中。
（6）分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；（7）作a－F关系图象，并由图象确定a－F关系。
高中物理第四章 牛顿运动定律 第2节 实验 探究加速度与力质量的关系课件 新人教版必修1
(2)在 a－m1 坐标系中描点连线得 a－m1 图线如图所示，可得 a＝ 21m.
(3)由 a－F 图线知 F 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． [答案] (1)3.2 (2)见解析图所示 a＝21m (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－F 图象有时不过原点，如图所示，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， 误将重物的重力等于拉力 F，或是平衡摩擦力时垫得太高了， 会出现图象甲的情况；实验中没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不 充分，会出现图象乙的情况．
某同学设计了如图甲所示的装置来探究加速度与力的 关系．弹簧秤固定在一合适的木块上，桌面的右边缘固定一个 光滑的定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连 接．在桌面上画出两条平行线 P、Q，并测出间距 d.开始时将 木块置于 P 处，现缓慢向瓶中加水，直到木块刚刚开始运动为 止，记下弹簧秤的示数 F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将 木块放回原处并按住，
大家好
1
第四章 牛顿运动定律
第ห้องสมุดไป่ตู้节 实验：探究加速度与力、质量的关系
一、实验目的 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、实验原理 采用控制变量法，在探究加速度与力、质量三者关系时，先让 其中一个量保持不变来探究其他两个量之间的关系． 1．控制小车的质量 M 不变，分析加速度 a 与力 F 的关系． 2．控制砝码和小盘的质量不变，即力 F 不变，改变小车的质 量 M，分析加速度 a 与 M 的关系．
知识点一 对实验操作的考查 (2016·淄博高一检测)“探究加速度与力、质量的关系” 实验中： (1)当质量 m 一定时，a 与 F 合成________；当力 F 一定时，a 与 M 成________． (2)如图所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置图， 以下做法正确的是________．
高中物理 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 新人教版必修1
(1)步骤③的目的是___平__衡__摩__擦__力_____。 (2)步骤④中，要求小盘和砝码总质量(m＋m1)__远__小__于__ 小车质量 M。 (3) 步 骤 ⑤ 和 ⑥ ， 表 明 该 实 验 采 用 的 科 学 方 法 是 _控__制__变__量__法___。
[规范解答] (1)步骤③是为了平衡小车与木板、纸带与 打点计时器间的摩擦力，使小车所受的合力等于绳子的拉 力。
活动 2：通过对实验数据的分析，你能得到什么结论？ 提示：在质量一定时，物体的加速度与所受到的合力成 正比；在合力一定时，物体的加速度与物体的质量成反比。
活动 3：实验中有没有实验误差？有哪些实验误差？怎 么减小这些实验误差？
提示：实验中有误差，实验误差存在原因与减小方法如 下表：
课堂任务 典例探究·提升能力 例 下面是“探究加速度与力、质量的关系”实验步 骤： ①用天平测出小车质量 M 和小盘质量 m； ②安装好打点计时器，在小车上装好纸带； ③调整长木板的倾斜程度； ④在小盘中加入适量的砝码 m1； ⑤保持小车质量一定时，探究加速度与力的关系； ⑥保持小车所受拉力一定时，探究加速度与质量的关 系。
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)。
探究 2：怎样探究小车的加速度与小车的质量的关系？
提示：(1)保持小盘和盘中砝码的质量不变，即保持合 力不变，改变研究对象即小车的质量，测出小车的对应加速 度，再利用图象探究加速度是否与质量成反比。
新教材高中物理第4章第2节实验探究加速度与力质量的关系课件新人教版
(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 x1、x2，也能 完成实验探究，若 x1∶x2 近似等于________，也可说明质量一 定的情况下，物体的加速度与力成正比，理由是_____________．
[解析] (1)每隔 4 个打印点选取一个计数点，计数点间的时间
3．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砝码的情况下，能沿木板做匀 速直线运动(纸带上相邻点的间距相等)．
4．测 a、F (1)把小车停在打点计时器处，挂上小盘和砝码，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 记录了小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码及此时 所挂小盘和砝码的总重力 m1g. (2)保持小车的质量不变，改变小盘中砝码的质量，重复步骤(1)， 多做几次实验，并记录好相应纸带的编号及所挂小盘和砝码的 总重力 m2g，m3g，…
车 B 受到拉力的12，两车的质量 m 相等，两车的加速度之比：aa12
＝FFmAB＝FFAB＝12FFBB＝12； m
(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 t 相等，它们的位移之比：xx21＝1212aa12tt22＝aa21＝12，如果xx21＝12也可以 说明质量一定的情况下，物体的加速度与其质量成正比．
[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． 由题图乙可知 x1＝6.19 cm，x2＝6.70 cm，x3＝7.21 cm，x4＝ 7.72 cm， 电火花计时器的打点周期 T＝1f ＝0.02 s， a＝（x4＋x3（）4－T）（2x2＋x1）＝ （7.72＋7（.214）×－0.0（2）6.720＋6.19）×10－2 m/s2≈3.2 m/s2.
第四章 第二节 实验：探究加速度和力、质量的关系-高中物理同步备课学案(必修性第一册)
第2节实验：探究加速度和力、质量的关系知识点归纳知识点一、实验目的1.探究加速度与力、质量的关系2．学会用控制变量法探究物理规律3．掌握利用图象处理数据的方法知识点二、实验原理1.控制变量法：(1)控制小车质量不变，研究小车的加速度a与受力F的关系；(2)控制小车受力F不变，研究小车的加速度a与其质量m的关系．2．需要测量的量：(1)小车与砝码总质量M(2)小车所受拉力F＝mg(3)小车的加速度a知识点三、实验器材：一端附有定滑轮的长木板；小车；带小钩的细绳；沙子和小桶；打点计时器；纸带及复写纸片；刻度尺；低压交流电源、导线；砝码；天平(带有一套砝码)知识点四、实验步骤1．用天平测出小车和重物的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来．2．按图将实验器材安装好(小车上不系绳)．3．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，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)．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m0g.5．保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤4，多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好重物的重力m1g、m2g…，以及计算出相应纸带的加速度填入表格1.表格1物体的质量一定，加速度与受力的关系实验次数加速度a/(m·s－2)小车受力F/N123456.量M，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．8．计算出每次实验所得纸带的加速度值及小车与砝码的总质量填入表格2.表格2物体受到的外力一定，加速度与质量的关系实验次数加速度a/(m·s－2)小车与砝码总质量M/kg小车与砝码总质量的倒数1M/kg－1 123451．分析加速度和力的关系依据表格1，以加速度a为纵坐标，以外力F为横坐标，作出a－F关系图象，如图所示，由此得出结论：a∝F.2．分析加速度和质量的关系依据表格2，以加速度a为纵坐标，以小车及砝码的总质量M或1M为横坐标作出a－M 或a－1M关系图象如图所示，据图象可以得出结论：a∝1M.3．实验结论：物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比．知识点五、注意事项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．实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的总质量．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．3．各纸带上的加速度a，都应是该纸带上的平均加速度．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．离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑．5．小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手．知识点六、误差分析1．质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差．2．因实验原理不完善造成误差：本实验中用小盘及砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小盘及砝码的总重力)，存在系统误差．小盘及砝码的总质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小盘及砝码的总质量越小于小车的质量，误差就越小．3．平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上点的距离相等.典例分析一、实验操作例1在利用打点计时器探究加速度与力、质量的关系的实验中，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解析平衡摩擦力不应挂重物，A错；实验时，应先接通电源后，再放开小车，C错；如果重物的质量不能远小于小车的质量，重物的重力就不能近似看成细绳对小车的拉力，产生的误差就很大，D 错．答案 B要点归纳：(1)打点计时器的规范操作要求：实验时，应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再放开小车．如果先放开小车，就不能保证打出合格的纸带．(2)提供恒定合外力的条件：实验要求重物的质量远小于小车的质量，因为只有这样，重物的重力才近似等于细绳对小车的拉力.二、数据处理例2 某同学设计了一个探究加速度a 与物体所受合力F 及质量m 关系的实验，如图甲所示为实验装置简图。
高中物理第四章运动和力的关系2实验探究加速度与力质量的关系学案新人教版
实验：探究加速度与力、质量的关系目标体系构建 明确目标·梳理脉络【学习目标】1．经历探究加速度与力、质量的关系的设计过程，学会选择合理的实验方案进行探究实验。
2．经历用图像处理数据的过程，从图像中发现物理规律。
3．经历实验操作和测量的过程，知道如何平衡摩擦力、减小系统误差等操作方法。
,【思维脉络】课前预习反馈教材梳理·落实新知一、实验思路 1．实验装置将小车置于__水平木板__上，通过滑轮与__槽码__相连。
小车可以在槽码的牵引下运动。
2．实验思路 (1)加速度与力的关系保持小车__质量不变__――→改变槽码的个数测得不同__拉力__下小车运动的加速度――→分析加速度与__拉力__的变化情况――→找出二者之间的定量关系。
(2)加速度与质量的关系 保持小车所受的__拉力不变__――→改变小车的质量测得不同__质量__的小车在这个拉力下运动的加速度――→分析加速度与__质量__的变化情况――→找出二者之间的定量关系。
二、物理量的测量1．质量的测量：可以用__天平__测量。
2．加速度的测量方法1：由x ＝12at 2计算出加速度a ＝__2xt2__。
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。
方法3：两个初速度为零的匀加速直线运动的物体，在相等时间内的位移之比就等于加速度之比，即__x 1x 2＝a 1a 2__。
3．力的测量：小车所受的拉力__替代__合力，用悬挂物重力替代小车所受的拉力。
(条件是槽码的质量要比小车的质量小很多)课内互动探究细研深究·破疑解难一、实验步骤1．安装实验器材：将小车置于带有定滑轮的木板上，将纸带穿过打点计时器后挂在小车尾部。
2．平衡摩擦力：用薄垫块将一端垫高，调整其倾斜程度，直到小车运动时打点计时器在纸带上打出的点分布均匀为止。
3．悬挂重物：在细线一端挂上重物，另一端通过定滑轮系在小车前端。
4．收集纸带数据：将小车靠近打点计时器后开启打点计时器，并让小车由静止释放，打点计时器在纸带上打出一系列点，据此计算出小车的加速度。
人教版高中物理必修一第4章 第2节 实验：探究加速度与力、质量的关系
图4－2－1
优质课件
①对此实验中力的理解：除了在真空中抛出或落下的
物体(仅受重力)外，仅受一个力的物体几乎是不存在的。然 而，一个单独的力的作用效果与跟它大小、方向都相同的合 力的作用效果是相同的，因此，实验中的力F的含义可以是 物体所受的合力。
②平衡摩擦力：如图4－2－1所示，纸带穿过打点计时
器。为了消除摩擦力对小车的影响，可将木板无滑轮的一端 稍微垫高一些，用小车的重力的分力来抵消它所受到的摩擦 力，直到小车不挂重物时能在木板上匀速运动为止。
优质课件
3．实验方案 这个实验中需要测量的物理量有三个：物体的加速度、 物体所受的力、物体的质量。质量用天平测量，因此本实
验要解决的主要问题是怎样测量加速度和物体所受的力。
(1)怎样测量(或比较)物体的加速度： 在运动物体上安装一条穿过打点计时器的纸带，根据 纸带上打出的点来测量加速度。在这个实验中也可以测加 速度与其他量之间的比例关系。测量不同情况下(即不同受
优质课件
当挂上重物时，只要重物的质量远小于小车的质量，那么 我们可近似认为托盘和砝码所受的重力大小等于小车所受的 合力的大小。增减盘中砝码的个数可改变小车所受到的合力。 (3)怎样由实验结果得出结论： 根据实验数据以 a 为纵坐标、F 为横坐标，和以 a 为纵坐 1 标、m为横坐标作出图像。如果图像是过原点的直线，则说明 加速度与力成正比与质量成反比。
优质课件
三、实验器材
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、砝码、夹子、细绳、低压交流电
源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。
优质课件
四、实验步骤
(1)用天平测出小车和重物的质量分别为M0、m0，并 把数值记录下来。 (2)按图4－2－2将实验器材安装好(小车上不系绳)。
高中物理第四章牛顿运动定律第2节实验：探究加速度与力质量的关系课件新人教版必修1
(3)实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作 用下的加速度．根据测得的多组数据画出 a-F 关系图象，如图丙 所示．此图象的 AB 段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可 能是________．(选填下列选项的序号)
A．小车与平面轨道之间存在摩擦 B．平面轨道倾斜角度过大 C．所挂钩码的总质量过大 D．所用小车的质量过大
(3)由图象可知，对应的表达式为：a＝M1 F＋a0；图线纵轴截 距不为零说明长木板的倾角过大，即平衡摩擦力过度．
答案：(1)使细线的拉力等于沙和沙桶重力之和 (2)AD (3) 平衡摩擦力过度
4．用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的 实验．实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车 受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动 的加速度．
3．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．它是根据在匀变速直线运动中， 9 _连__续__相__等___的时间 T 内的位移之差 Δx＝ 10 __a_T_2__求出加速度． 二、实验器材 打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木 板、小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有 一套砝码)、刻度尺．
解析：选 BCD 打点计时器的工作电源是交流电源，若为电 磁打点计时器，则应使用 4～6 V 的交流电源，若为电火花打点计 时器，则应使用 220 V 的交流电源，题中未说明打点计时器的种 类，选项 A 错误；打点计时器应固定在长木板没有滑轮的一端， 且小车应紧靠打点计时器停放，这样可充分利用纸带，打上更多 的点以便采集更多的数据，选项 B 正确；滑轮位置偏低，应通过 调节滑轮的高度以确保细线与长木板平行，从而保证小车所受的 合外力等于细线的拉力，选项 C 正确；应将长木板没有滑轮的一 端适当垫高以平衡摩擦力，选项 D 正确．
《探究加速度与力、质量的关系》 说课稿
《探究加速度与力、质量的关系》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《探究加速度与力、质量的关系》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程、教学反思等几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“探究加速度与力、质量的关系”是高中物理必修一第四章第二节的内容。
这一节是牛顿第二定律的实验基础，通过实验探究，让学生经历科学探究的过程，掌握控制变量法这一重要的科学研究方法，为后续学习牛顿第二定律及解决力学问题打下坚实的基础。
在教材的编排上，本节内容先通过生活中的实例，引导学生思考加速度与力、质量的关系，然后提出探究的问题，接着介绍实验的设计思路、实验器材、实验步骤以及数据处理的方法，最后得出实验结论。
教材的这种编排，符合学生的认知规律，有助于培养学生的科学思维和探究能力。
二、学情分析在知识层面上，学生已经学习了运动学的相关知识，知道了加速度的概念，对力和运动的关系也有了一定的认识，但对于加速度与力、质量的定量关系还不清楚。
在能力层面上，高一学生已经具备了一定的观察能力、分析能力和逻辑推理能力，但在实验设计和数据处理方面还比较薄弱，需要在教师的引导下逐步提高。
在心理层面上，学生对物理实验充满好奇和兴趣，有较强的求知欲和探索精神，但在实验过程中可能会遇到困难和挫折，需要教师及时给予鼓励和帮助。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）理解加速度与力、质量的关系。
（2）掌握控制变量法在实验中的应用。
（3）学会使用打点计时器测量加速度。
2、过程与方法目标（1）通过实验探究，培养学生提出问题、设计实验、进行实验、收集数据、分析数据、得出结论的能力。
（2）让学生经历科学探究的过程，体会科学探究的方法，培养学生的创新精神和实践能力。
3、情感态度与价值观目标（1）通过实验探究，培养学生实事求是的科学态度和团队合作精神。
（2）激发学生对物理的兴趣，培养学生的探索精神和创新意识。
四、教学重难点1、教学重点（1）探究加速度与力、质量的关系的实验设计和实验操作。
高中物理 第四章 第二节 实验：探究加速度与力-质量的关系课件
考点 1
浮力
1.定义：浸在液体中的物体受到向①_____． 3.产生原因：浸没在竖液直体向中上的物体上、下表面存在着压力差．可以用弹簧测力计测
出物体在液体中所受浮力，F浮＝③_________．
G-F示
知识框图 难点、易错点突破
考点梳理 实验突破
教材图片解读 贵州4年真题面对面
课堂小结 物体的加速度a与所受到的合外力F、 物体质量m的定量关系：
m一定， a∝ F
F一定， a∝1/m
课外探究：
欲使作用在小车上的力F近 似等于重物所受的重力，对重物 的质量有何要求？
知识框图 难点、易错点突破
考点梳理 实验突破
教材图片解读 贵州4年真题面对面
第一部分 夯实基础过教材
第九章 浮 力
若要使该条直线过原点，如何改进 操作？
结论：物体的加速度a与所受到的合 外力F、物体质量m的定量关系：
m一定， a∝ F
F一定， a∝1/m
探讨：
1.实验中做出的a—F图像是否为一条过原 点的直线？为什么？若要使该条直线过原 点，如何操作？
2.在研究a与F的关系时，作用在小车上的 力F是否就等于重物所受的重力？为什么？
用图像分析a与m的关系时，图 像的横、纵坐标分别为哪些物理量？ 为什么？
数据处理：
a与F的关系
F/N
a/m·s-2
数据处理：
a与F的关系
F/N
a/m·s-2
a/m·s-2
O
F/N
数据处理：
a与m的关系
m/kg 1/1
m kg
a/m·s-2
a/m·s-2
11
O
/m kg
探讨：
1.实验中做出的a—F图像是否为一条过原 点的直线？为什么？
高中物理 第四章 第2节 实验：探究加速与力、质量的关系课件 高一第一册物理课件
问题的多种科学方法：
(1)实验环境的等效法：____________；
(2)实验条件设计的科学方法：____________；
(3)实验原理的简化：______________，即当小车质量 M 车≫
m 槽码时，细绳对小车的拉力大小近似等于槽码的重力 m 槽码 g；
(4)实验数据处理的科学方法：____________；
注意事项
1．打点前小车应靠近打点计时器且应先接通电源后释放小车。 2．在平衡摩擦力时，不需要悬挂槽码，但小车应连接纸带且接
通电源。用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出
的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜
面向下的分力平衡。 3．改变悬挂槽码的个数的过程中，要始终保证槽码的总质量远
量，误差越大；反之，槽码的质量越小于小车的质量，由此
引起的误差就越小。因此，满足槽码的质量远小于小车的质
量的目的就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。
12/8/2021
第九页，共三十一页。
实验步骤与实验数据处理 1．用天平测出小车的质量 M，并把数值记录下来。 2．按如图所示的装置把实验器材安装好(小车上先不系绳)。
3．平衡摩擦力：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，直到使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木 板12/保8/20持21 匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)。
第三页，共三十一页。
2．方案设计 (1)三个物理量的测量 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：当悬挂的槽码的质量远小于小车质量的情况
物理知识点高中物理4.2实验：探究加速度与力质量的关系人教版
物理知识点高中物理4.2实验：探究加速度与力、质量的关系人教版4.2实验：探究加速度与力、质量的关系班级________姓名________学号_____ 教学目标: ★知识与技能要求学生认真看书，明确用“比较”的方法测量加速度；探究加速度与力、质量的关系；作出a-F、a-1／m图象。
★过程与方法在学生实验的基础上得出a∝F、a∝1／m的实验结论，并使学生对牛顿第二定律有初步的理解。
2．渗透科学的发现、分析、研究等方法。
★情感态度与价值观通过对a∝F、a∝1／m的探究，在提高学生实验能力的基础上，体验探究带来的乐趣，激发学生学习物理的兴趣。
教学重点与难点:重点：对a∝F、a∝1／m的探究难点：对探究性实验的把握。
教学方式：本节课主要采取的是“实验――探究”教学方式。
教学工具：1．学生分组实验的器材：木板、小车、打点计时器、电源、小筒、细线、砝码、天平、刻度尺、纸带等。
(①附有滑轮的长木板2块；②小车2个；③带小钩或小盘的细线2条；④钩码(槽码)，规格：10 g、20 g，用做牵引小车的力；⑤砝码，规格：50 g、100 g、200 g，用做改变小车质量；⑥刻度尺；⑦1 m～2 m粗线绳，用做控制小车运动)如果没有小规格钩码或槽码，可以用沙桶及沙子替代，增加天平及砝码，用来测质量。
2．计算机及自编软件，电视机(作显示)。
3．投影仪，投影片。
教学设计：新课导入：1．复习提问：物体运动状态改变快慢用什么物理量来描述，物体运动状态改变与何因素有关?关系是什么?教师启发引导学生得出：物体运动状态改变快慢用加速度来描述，与物体质量及物体受力有关。
(学生更详细的回答可能为：物体受力越大，物体加速度越大；物体质量越大，物体加速度越小)2．教师引导提问进入新课：物体的加速度与物体所受外力及物体的质量之间是否存在一定的比例关系?如果存在，其关系是什么?请同学猜一猜。
(学生会提出很多种猜想，对每一种猜想，教师都应予以肯定)教师在学生猜想的基础上进一步引导启发学生：我们的猜想是否正确呢，需要用实验来检验。
高中物理第四章第2节实验：探究加速与力、质量的关系课件新人教版必修1
第十七页，共29页。
解析答案
三、对实验方法(fāngfǎ)的探究
例3 两个相同的小车并排放在光滑水平桌面上，小车前端系上细线，线的另一端 跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里分别放有不同质量的砝码(图7甲).小车所受的水平 拉力F的大小可以认为等于砝码(包括砝码盘)所受的重力大小.小车后端也系有细线， 用一只夹子夹住两根细线(图乙)，控制两辆小车同时开始(kāishǐ)运动和结束运动.
木板保持平行 图5
B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶
通过定滑轮拴在木块上 C.实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源 D.通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
第十五页，共29页。
解析(jiě xī)
(2) 图6是甲、乙两同学根据(gēnjù)实验数据画出的图象. 形成图线甲的原因是__长__木__板__(_m__ù_b_ǎ_n_)_倾__角__过__大____. 形成图线乙的原因是__未__平__衡__摩__擦__力__或__平__衡__摩__擦__力__不__够_.
第二十八页，共29页。
解析(jiě xī)
123
(3)在此实验中，需要(xūyào)测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速
度
a＝ΔDt22－2x ΔDt12
a的表达式为：________________________.(用Δt1、Δt2、D、x表示)
解析 由于挡光片通过光电门的时间很短，所以可以认为挡光片通过光电
(1)分析发现图线的水平轴上有明显的截距(OA 不为零)，这是因为______未__平__衡__摩__擦__力或平
高中物理 第四章 2 实验：探究加速与力、质量的关系课件高中必修1物理课件
12/10/2021
第十七页，共三十一页。
(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________________．
12/10/2021
第十四页，共三十一页。
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地分布在所作直线两侧．离直 线较远的点是错误数据，舍去不予考虑．
12/10/2021
第十五页，共三十一页。
类型一 实验原理与操作 【典例 1】 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．用天平称出小车和小桶及内部所装沙子的质量； 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沙桶；
(3)开始物体所受拉力为零时，却产生了加速度，故 操作过程中平衡摩擦力时木板倾角过大，随着外力 F 的 增大，沙和沙桶的质量越来越大，最后出现了不满足远 小于小车质量的情况，因此图线出现了偏折现象．
(4)该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，研 究三者关系必须运用控制变量法．
12/10/2021
第二十四页，共三十一页。
第二十九页，共三十一页。
2021/12/10
第三十页，共三十一页。
内容(nèiróng)总结
第四章 牛顿运动定律。质量(zhìliàng)测量不准、计数点间距测量不准。使尽可能多的点落在直线上或均匀分布 在直线两侧，误差较大的点舍去。系统误差。小桶及沙的总重力代替小车所受的拉力
高中物理第四章2实验探究加速度与力、质量的关系课件新人教版必修1
。
类型一 类型二 类型三
(3)某实验小组在实验时保持砂和砂桶的总质量不变,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
1 ������
数据如表所
示。根据表中数据,
在坐标纸中作出������不变时������与
1 ������
的图像。
次数
1
23
4
5
6
小车加速度 a/(m·s-2)
1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50
起实验误差,为了减小这个误差,G与小车所受重力m0g之间需要满
足的关系是
。
类型一 类型二 类型三
解析:实验过程中,当两小车质量相同时,砝码(包括砝码盘)重力越 大,相同时间内位移越大,则加速度越大,进行实验时会发现,加速度 与所受拉力成正比;若砝码重力不变,即拉力不变时,质量越大的小 车,相同时间内位移越小,即加速度越小,进行测量分析知,加速度与 质量成反比。如果砝码(包括砝码盘)的重力G远小于小车的重力 m0g时,G近似等于拉力F。
质量。
(2)vB=
������1 2������
,
������2
−
������1
=
2������������2, 则a=
������ 2 -������ 1 2������ 2
。
(3)如图所示。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
答案:(1)B
(2)
������1 2������
������ 2 -������ 1 2������ 2
2 实验:探究加速度与力、质量的关系
一二三四
一、实验目的 1.用控制变量法探究加速度与力、质量的关系。即(1)物体的质 量一定时,探究加速度与力的关系;(2)物体受力一定时,探究加速度 与质量的关系。 2.学会用图像法处理数据得出结论。
- 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)。
3．平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦 力时，除了不挂小桶外，其他的都跟正式实验一 样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，匀速运 动的标志是打点计时器打出的纸带上点的距离相 等．
课堂互－2－2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：
五、误差分析 1．质量的测量误差、纸带上打点计时器打 点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木板平 行等都会造成误差． 2．因实验原理不完善造成误差：本实验中 用小桶和砂子的总重力代替小车受到的拉力(实 际上小车受到的拉力要小于小桶和砂子的总重 力)，存在系统误差．小桶和砂子的总质量越接 近小车的质量，误差就越大；反之，小桶和砂子 的总质量越小于小车的质量，误差就越小．
【解析】 实验中把小桶及其中砂子的重力 看做与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦 力， 故必须平衡摩擦力． 电磁打点计时器接在 6 V 电压的蓄电池上将无法工作，必须接在 6 V 以下 交流电压的学生电源上．作 a－M 关系图象，得 到的是双曲线，很难作出正确的判断，必须“化 1 曲为直”，改作 a－ 关系图象． M 【答案】 (1)平衡摩擦力 B (2)D 6 V电压的蓄电池 6 V以下交流电压 的学生电源 1 (3)G a－M a－ M
图4－2－2
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－M关系图象，并由图象确定a－M关系．
图4－2－1
【实验器材】 一端有定滑轮的长木板，小车，砝码，细 线，小桶(砂子)，打点计时器，低压交流电源， 纸带，刻度尺，导线，天平．
【实验步骤】 1．用天平测出小车的质量m0和小桶的质量 M0，把数据记录下来． 2．按图4－2－1安装器材，只是不要把挂小 桶用的细线系在小车上，即不给小车施加牵引 力． 3．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，直到打点计时器 正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线 运动为止(纸带上相邻点间距相等)．
课 标 定 位
学习目标：1.会通过“控制变量法”探究加速 度与力、质量的关系． 2．会用图象表示加速度与质量之间的关 系． 3．会用图象表示加速度与力之间的关系． 重点难点：1.如何利用“控制变量法”进行实 验． 2．怎样测量加速度和怎样提供并测量物体 所受的力． 易错问题：在探究加速度与质量的关系时， 有的同学作a－m图象为一曲线，并由此图象得出 加速度与质量成反比．
基础知识梳理
【实验目的】的关系．
【实验原理】 1．如图4－2－1所示，保持小车总质量不变， 改变小桶内砂的质量，从而改变细线对小车的拉 力，测出小车的对应加速度，研究小车加速度与 力的关系． 2．保持小桶和砂的总质量不变，在小车上增 减砝码，改变小车的总质量，测出小车对应的加 速度，研究小车加速度与其质量的关系．
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 0 g. 5．保持小车的质量不变，改变所挂重物的 重力，重复步骤4，多做几次实验，每次小车从 同一位置释放，并记录好相应纸带及重物的重力 m1g、m2g、… 6．保持小车所受合外力不变，在小车上加 放砝码，并测出小车与所放砝码的总质量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．
三、数据处理 1．物体的质量一定，加速度与受力的关系 实验序号
加速度a/m· s－
2
小车受力F/N
1 2 3 由表中数据，作出a－F图象，并得出结论．
2．物体的受力一定，加速度与质量的关系
实验序号 加速度a/m· s－2 小车质量m/kg 1 2 3
由表中数据作出力 F 不变时，a－m 和 1 a－ 的图象，并得出结论． m
(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________．
四、注意事项 1．平衡摩擦力时不要挂小桶，整个实验平衡了摩擦力 后，不管以后是改变小桶和砂子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．实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小桶和砂 子的总质量．只有如此，小桶和砂子的总重力才可视为与 小车受到的拉力相等． 3．各纸带上的加速度a都应是该纸带上的平均加速 度． 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地分布在所作直线两侧．离直线 较远的点是错误数据，可舍去不予考虑． 5．小车应靠近打点计时器，且先接通电源再放小车．
核心要点突破
一、控制变量法探究加速度与力、质量的关 系 加速度a和质量m、受力F都有关系．研究 它们之间的关系时，先保持质量不变，测量物体在 不同力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系； 再保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在 该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关 系．这种先控制一个参量不变，研究其余参量之间 变化关系，再控制另一个参量不变，研究其余参量 之间变化关系的方法叫控制变量法．
二、平衡摩擦力的目的和方法 1．目的：实验中小车要受到摩擦阻力的作 用，增加了实验的难度．垫高木板不带滑轮的一 端，使小车自身重力沿斜面的分力平衡摩擦力， 这样小车所受拉力即为合力，提高了实验成功 率． 2．方法：不挂砂桶，使小车拖着纸带，纸 带通过打点计时器，并且使打点计时器处于工作 状态，逐渐调节木板的倾角，使打下的纸带点间 距相等，则说明小车做匀速直线运动，即平衡了 摩擦力．