高中物理第四章第三节探究加速度与力质量的定量关系教案2粤教版必修1

第3节探究物体运动与受力的关系
进行新课
1、物体加速度与它受力的定量关系探究
教师活动：当一个物理量同时与两个物理量有关系，那么我们采取怎样的方法来探究它们之间的关系呢？（用控制变量法）
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。

请同学生据上述事例，
猜测一下它们最简单关系。

学生猜测回答：加速度与力可能成正比。

教师活动：如何测量加速度a？需什么器材？请同学样设计方案。

学生回答：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。

小车在钩码牵引下作匀加速运动，利用打出纸带求加速度。

教师活动：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。

教师引导：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（讲一下平衡摩擦
力），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。

学生活动：学生思考，设计可行方案测量，也可借鉴教师提供案例进行设计。

教师活动：指导学生分组实验，把小车在不同拉力下的加速度填在设计好的表格中。

学生活动：学生设计实验步骤，进行分组实验，取得数据。

教师活动：如何直观判断加速度a与F的数量关系？指导学生以a为纵坐标，以F为横坐标建立坐标系，利用图象找规律。

利用实物投影展示某同学做的图象，让大家评价。

学生活动：学生在事先发给的坐标纸上描点，画图象，看图象是否是过原点的直线，就能判断a与F 是否成正比。

分析研究表格中数据，得出结论。

2、物体的加速度与其质量的定量关系探究
教师活动：保持物体所受力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，探究加速度与质量关系，请同学们用最简单关系猜测一下二者是什么关系？
学生猜测回答：加速度与质量可能成反比。

教师活动：教师解释：若a 与m 成反比，画出的a 与m 的图象应该是一条双曲线，而双曲线不能从图
象上直观地进行判断，而直线可以从图象上直接判断，若a 与m 成反比，也就是a 与l ／m
成正比，顾可以画a －l ／m 的图象是否为直线加以判断。

物理上一般都采取这种方法
教师活动：保持钩码质量一定，即拉力大小一定，如何改变小车质量？
将不同质量的小车的加速度填入设计好的表格中，建立a 一1／m 坐标系作图象。

学生回答：在小车上加砝码。

学生设计实验步骤，进行分组实验，测出不同质量时加速度。

在坐标纸上描点，作a －l
／m 图象，据a －l ／m 图象建否是过原点直线就能判断加速度是否与质量成反比。

点评：由于学生刚开始从事探究实验，缺乏经验，需要教师指导，比如设计方案，利用图象处理数据，
学生一无经历，二不习惯，所以宜采用定向探究，逐步使学生走向自由探究。

3、对实验可靠性进行评估
教师活动：如果同学们猜想是正确的，那么根据实验数据，以a 为纵坐标，以F 横坐标，或以a 为纵
坐标，1／m 为横坐标，作出图象都应该是过原点的直线，但实际描的点并不严格在某直线
上，也不一定过原点。

若真是a ∝F ，a ∝l ／m 得需多次实验才能证实。

让学生明白一个物
理规律的得出是科学家经过大量的实验，多少次的总结才能得出的。

4、学生讨论结果
我们研究的结果是什么？看书讨论相关问题。

5、问题：1．某同学做探究加速度与力、质量的关系的实验，在平衡摩擦力时把木板的一端垫得过高，所得的a －F 图像为下图中的：
答案选C ．由于木板的一端电得过高，当拉力为零时就有一加速度．既图象截距的物理含义．D 应该是当已经有一不为零的拉力时加速度为零，表示平衡摩擦力时木板的一端垫得过低了，或将有滑轮的一端垫了起来．
6、研究性作业
a
A a C
a D
a B
1、课后完成实验报告。

2、由实验中小车质量越大、加速度越小能猜测出a与m成反比，当然也可能是a与m2或a与m３
成反比，你觉得首先考虑的是哪种情况？若结果不是a与m成反比，而是a与m2或a与m３成反比，那又应该怎么去研究呢？
七、教学体会
探究性实验是以获取物理新知识为目的教学方式。

既可以复习旧的知识，又可以获取新知识；本堂课的难度在从牛顿第一定律过渡到确定研究哪些物理量之间的关系上。

这是学生第一次遇到用实验探究一个物理量同时跟两个物理量有关的多元问题，所以应引导学生去寻求研究问题的实验方法。

新课标和教学大纲一个很大不同就是新课标注重的是对学生动手能力、探索能力、自己总结观察现象的能力加强了，以这一节课为例，以前是验证牛顿第二定律，注重的是知识的再现；而现在变为探究加速度与力、质量之间的关系，注重的是问题的提出与发现。

本节课以实验的形式出现，不仅锻炼学生的动手能力，更重要的是如何提出问题，这些才是现代中学生最应该掌握的方法和技巧。

实验过程中要引导学生自己独立完成实验，独立进行数据的处理，最后讨论实验结果，看在哪些方面做得好，哪些方面存在问题。

应该放手让学生自主设计实验，即使实验方案不符合要求，也要加以鼓励，因为学生在设计和操作中的体验是很重要的
八、效果
一组：用长木板平衡摩擦力的方法，实验的误差较大，学生分析：原因摩擦力较大，由于平衡摩擦力时匀速下滑也难以确定．
二组：用气垫导轨做的，实验的误差较小，学生分析：原因摩擦力较小．实际上还有系统误差：认为钩码重力大小等于对小车拉力．
各组同学自行设计实验方案，自己选择实验器材，都能按照实验方案进行实验，把实验数据填入表格中，描点作图．较好地达到实验目的．
九、案后语
中学物理是一门以实验为基础的学科，高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程，根本宗旨是进一步提高学生的科学素养。

物理实验教学是实现这一目标的重要教学手段，也是素质教育的基本要求。

1．物理实验能创设学生有效掌握知识的学习环境。

让学生进入实验环境，在教师指导下，通过观察、实验、操作、总结等亲身实践体验，主动去探索新知识，是使学生掌握知识发展能力的有效途径。

物理实验为创设良好的学习环境、进行素质教育提供了其它学科不能替代的重要条件。

2．物理实验能使学生主动地参与知识获取的过程。

在课堂教学中实施素质教育，重要的是要确立学生的主体地位，让学生主动地学习、主动地发展。

物理实验是一种能动的实践活动，是手脑并用的过程。

它不但能为学生主动地获取知识抛“砖”引“玉”，而且实验本身能很好地展示知识发生的过程，从实验方案的制定到实验仪器的选用，从实验操作到实验结果的分析，无不体现着素质教育的内涵，为学生自觉而主动地获取知识提供了客观条件。

学生能从实验的过程中，实验结果的分析中获取知识、找出规律、悟出道理，并且能发现和掌握解决一般物理问题的方法。

3．物理实验能培养学生的各种能力。

实验能力不能仅依靠教师的讲解来培养，而必须在相应的实践活动中才能得到发展，只有通过实验才能培养实验能力。

通过设计实验，分析结果等能锻炼和培养想象能力和分析能力；在研究原因、结果和形成概念的过程中，要进行概括、抽象的逻辑思维和辨证思维，通过分析、比较、判断、推理等能培养逻辑思维能力；通过想象、假设能锻炼和发展想象能力、创造能力；在实际操作和汇报实验结果的过程中，还能培养组织和表达能力等等。

板书设计：
探究物体运动与受力的关系
物体运动的加速度跟什么因素有关：跟物体质量和受力有关
物体质量一定时，受力越大，加速度越大；
物体受力一定时，质量越大，加速度越小。

高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，三块一样的蹄形磁铁并排放置在祖糙水平桌面上，S极在上，N极在下，导体棒AB单位长度的电阻为R，导体棒所在位置的磁感应强度相同。

可通过1、2、3、4四条电阻不计的柔软细导线与电动势为E、内阻为r的电源相连，相邻两条细导线间的导体棒长度相同。

下列说法正确的是
A．1接电源负极，2接电源正极，导体棒向外摆
B．对调磁铁N极与S极的位置的同时改变电流方向，导体棒的摆动方向改变
C．1、4接电源瞬间导体棒所受磁场的作用力是2、3接电源瞬间的3倍
D．通电瞬间，桌面对磁铁的作用力比没通电时大
2．如图所示是两个理想单摆的振动图象，纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移，以向右为正方向。

下列说法中正确的是___________(填入正确选项前的字母。

选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，每选错一个扣3分，得分为0分)
A．同一摆球在运动过程中前后两次经过轨迹上的同一点，加速度是相同的
B．甲、乙两个摆的频率之比为1︰2
C．甲、乙两个摆的摆长之比为1︰2；
D．从t=0时起，乙第一次到达右方最大位移处时，甲位于平衡位置，速度方向向左
E. t=2s时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零；
3．2017年春晚，摩托车特技表演引爆上海分会场的气氛，称为史上最惊险刺激的八人环球飞车表演．在舞台中固定一个直径为6.5 m的球形铁笼，八辆摩托车始终以70 km/h的速度在铁笼内旋转追逐，旋转轨道有时水平，有时竖直，有时倾斜，非常震撼．关于摩托车的旋转运动，下列说法正确的是( )
A．摩托车在铁笼的最低点时，对铁笼的压力最大
B．摩托车驾驶员始终处于失重状态
C．摩托车始终机械能守恒
D．摩托车的速度小于70 km/h，就会脱离铁笼
4．如图所示，一物块静止在粗糙的斜面上。

现用一水平向右的推力F推物块，物块仍静止不动。

则
A．斜面对物块的支持力一定变小
B．斜面对物块的支持力一定变大
C．斜面对物块的静摩擦力一定变小
D．斜面对物块的静摩擦力一定变大
5．真空中，在x轴上x=0和x=8处分别固定两个电性相同的点电荷Q l和Q2。

电荷间连线上的电场强度E 随x变化的图像如图所示（+x方向为场强正方向），其中x=6处E=0。

将一个正试探电荷在x=2处由静止释放（重力不计，取无穷远处电势为零）。

则
A．Q1、Q2均为负电荷
B．Q1、Q2带电量之比为9：1
C．在x=6处电势为0
D．该试探电荷向x轴正方向运动时，电势能一直减小
6．如图所示，地球绕太阳的运动与月亮绕地球的运动可简化成同一平面内的匀速圆周运动，农历初一前后太阳与月亮对地球的合力约为F1，农历十五前后太阳与月亮对地球的合力约为F2，则农历初八前后太阳与月亮对地球的合力表达式正确的是（）
A．B．C．
D．
二、多项选择题
7．升降机内有一单摆，升降机静止时其振动周期为1s,已知当地的重力加速度g=10m/s2。

当单摆随升降机以v=7.5m/s匀速下降时，此时单摆的振动周期为______s。

若从摆球正好运动到最高点开始计时，t=3.6s 时摆线对摆球的拉力正在_______(填“增大”“ 减小”或“不变”),t=3.8s时摆球与悬点的连线偏离竖直重锤线的角度正在___________(填“增大”“减小”或“不变”)。

8．如图1所示，A、B是静电场中一条电场线上的两点。

一带电粒子在这两点的电势能与带电粒子的带电量的关系如图2所示，则下列说法正确的
A．电场线的方向从A指向B
B．静电场一定是匀强电场
C．负电荷从A点移到B点，电场力做正功
D．A、B两点的电势差
9．如图所示，ABCD是边长为a的菱形，其中∠DAB=120°，在该平面内有一个匀强电场。

一个质量为m、带电荷量为+q的粒子，以初速度v从A点三次沿不同的方向射出，分别运动到B、C、D三点，粒子到达B
点的速度为v，到达C点的速度为
v。

不计粒子重力，若粒子到达D点的速度大小为v D，匀强电场的场强大小为E，则（）
A．B．
C．，电场方向与BD连线垂直
D．，电场方向由A指向以C
10．如图所示，游乐场中，从高处A到水面B处有两条长度相等的光滑轨道。

甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A处自由滑向B处，下列说法正确的有
A．甲的切向加速度始终比乙的大
B．甲、乙在同一高度的速度大小相等
C．甲、乙在同一时刻总能到达同一高度
D．甲比乙先到达B处
三、实验题
11．如图所示，位于竖直平面上的半径为R的圆形光滑绝缘轨道，其上半部分处于竖直向下、场强为E的匀强电场中；下半部分处于水平向里的匀强磁场中。

质量为m，带正电荷量为q的小球，从轨道水平直径的M端由静止释放，若小球第一次通过最低点时对轨道的压力为零，求：
（1）磁感应强度B的大小及运动过程中小球对轨道最低点的最大压力；
（2）若要小球在圆形轨道内作完整的圆周运动，小球从轨道水平直径的M端下滑所需的最小速度。

12．用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、
请根据下列步骤完成电阻测量
将K旋转到电阻档“”的位置；
将插入
“”、“”插孔的表笔短接，转动部件______选填“S”、“T”或
“K”；使指针对准电阻的______。

填“0刻度线”或
“刻线”
将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。

为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中选出合理的步骤______。

A.将K旋转到电阻挡“”的位置
B.将K旋转到电阻挡“”的位置
C.将两表笔短接，旋动合适部件，进行欧姆调零
D.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
测量完毕后，把选择开关旋到______。

四、解答题
13．如图所示,质量m B=3.5kg的物体B通过一轻弹簧固连在地面上,弹簧的劲度系数k=100N/m．一轻绳一端与物体B连接,绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1、O2后,另一端与套在光滑直杆顶端的、质量m A=1.6kg 的小球A连接．已知直杆固定,杆长L为0.8m,且与水平面的夹角θ=37°．初始时使小球A静止不动,与A端相连的绳子保持水平,此时绳子中的张力F为45N．已知AO1=0.5m,重力加速度g取10m/s2,绳子不可伸长．现将小球A从静止释放,则：
(1)在释放小球A之前弹簧的形变量；
(2)若直线CO1与杆垂直,求物体A运动到C点的过程中绳子拉力对物体A所做的功；
(3)求小球A运动到底端D点时的速度．
14．如图所示，一足够长的透气圆筒竖直固定在地面上，筒中有一劲度系数为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料——ER流体，它对薄滑块的阻力可调节。

开始薄滑块静止，ER流体对其限力为0，弹簧的长度为L，现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与溥滑块碰撞后粘在一起向下运动为使薄滑块恰好做匀减速运动且下移距离为
时其速度减为0，ER流体对薄滑块的阻力必须随薄滑块下移而适当变化，以薄滑块初始位置处为原点，向下为正方向建立Ox轴，不计空气阻力，重力加速度为g。

(1)求ER流体对薄滑块的阻力F f随位置坐标x变化的函数关系式
(2)在薄滑块速度第一次减为0的瞬间，通过调节使之后ER流体对运动的薄滑块阻力大小恒为λmg，若此后薄滑块仍能向上运动，求λ的取值范围。

(3)在薄滑块速度第一次减为0的瞬间，通过调节使之后ER流体对运动的薄滑块阻力大小恒为λmg，若此后薄滑块向上运动一段距离后停止运动不再下降，求A的最小值。

【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．增大增大
8．AD
9．AD
10．BD
三、实验题
11．（1）竖直向下（2）
12．T 0刻度线 ACD OFF挡或交流电压最高挡
四、解答题
13．(1) 0.1m (2) 7J (3) 2m/s
14．(1)；
(2)；(3)
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为 m 的小球，从离弹簧上端高 h 处由静止释放．某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴 Ox，作出小球所受弹力 F 的大小随小球下落的位置坐标 x 变化的关系，如图所示，不计空气阻力，重力加速度为 g.以下判断不正确的是( )
A．当 x＝h＋x0，小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和最小
B．小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中，加速度先减小后增大
C．当 x＝h＋2x0，小球的加速度大小为g
D．小球动能的最大值为 mgh＋mgx0
2．为了减少污染,工业废气需用静电除尘器除尘,某除尘装置如图所示,其收尘极为金属圆筒,电晕极位于圆筒中心。

当两极接上高压电源时,电晕极附近会形成很强的电场使空气电离,废气中的尘埃吸附离子后在电场力的作用下向收尘极运动并沉积,以达到除尘目的。

假设尘埃向收尘极运动过程中所带电量不变,下列判断正确的是( )
A．带电尘埃向收尘极运动过程中电势能越来越大
B．金属圆筒内越靠近收尘极电势越高
C．带电尘埃向收尘极运动过程中受到的电场力越来越大
D．金属圆筒内存在匀强电场
3．据报道,科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星。

假设该行星质量约为地球质量的6.4倍,半径约为地球半径的2倍。

那么，一个在地球表面能举起64kg物体的人在这个行星表面能举起的物体的质量约为多少（地球表面重力加速度g=10m/s2）（）
A．40kg B．50kg C．60kgN D．30kg
4．2018年11月1日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射第41颗北斗导航卫星。

这颗卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）。

取地球半径为R=6.4×106m，地球表面重力加速度
g=9.8m/s2．下列说法正确的是（）
A．该卫星到地面的高度约为
B．该卫星的线速度约为
C．该卫星发出的电磁波信号传播到地面经过时间约为1s
D．该卫星做圆周运动的加速度小于月球绕地球做圆周运动的加速度
5．北斗导航已经应用于多种手机，如图所示，导航系统的一颗卫星原来在较低的椭圆轨道Ⅱ上飞行，到达A点时转移到圆轨道Ⅰ上。

若圆轨道Ⅰ离地球表面的高度为h1，椭圆轨道Ⅱ近地点离地球表面的高度为h2．地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，则下列说法不正确的是（）
A．卫星在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能
B．卫星在轨道Ⅰ上的运行速率
C．若卫星在圆轨道Ⅰ上运行的周期是T1，则卫星在轨道Ⅱ的周期
D．若“天宫一号”沿轨道Ⅱ运行经过A点的速度为v A，则“天宫一号”运行到B点的速度
6．图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A．则下列说法正确的是( )
A．电压表V1示数增大
B．电压表V2、V3示数均增大
C．该变压器起升压作用
D．变阻器滑片是沿c→d的方向滑动
二、多项选择题
7．如图，固定在地面上的带凹槽的长直杆与水平面成角，
轻质环a套在杆上，置于凹槽内质量为m的小球b通过一条细绳跨过固定定滑轮与环a连接。

a、b静止时，细绳与杆间的夹角为30°，重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是
A．a受到3个力的作用
B．b受到3个力的作用
C．细杆对b的作用力大小为
D．细线对a的拉力大小为
8．下列说法正确的是________．
A．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理
B．麦克斯韦预言并用实验验证了电磁波的存在
C．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场
D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽
9．如图所示，2019个质量均为m的小球通过完全相同的轻质弹簧(在弹性限度内)相连，在水平拉力F的作用下，一起沿光滑水平面以加速度a向右做匀加速运动，设1和2之间弹簧的弹力为F1—2，2和3间弹簧的弹力为F2—3，2018和2019间弹簧的弹力为F2018—2019，则下列结论正确的是
A．F1—2：F2—3：......F2018—2019=1：2：3： (2018)
B．从左到右每根弹簧长度之化为1：2：3： (2018)
C．如果突然撤去拉力F，撤去F瞬间，第2019个小球的加速度为F/m，N其余每个球的加速度依然为a D．如果1和2两个球间的弹簧从第1个球处脱落，那么脱落瞬间第1个小球的加速度为0，第2个小球的加速度为2a，其余小球加速度依然为a.
10．如图1所示，斜面体放在粗糙的水平地面上，两斜面光滑且倾角分别为53°和37°，两小滑块P和Q用绕过滑轮不可伸长的轻绳连接，分别置于两个斜面上，，
已知和斜面体均静止不动。

若交换两滑块位置如图2所示，再由静止释放，斜面体仍然静止不动，的质量为
，取，重力
加速度大小为，不计滑轮的质量和摩擦，则下列判断正确的是
A．的质量为
B．在1图中，斜面体与地面间有摩擦力
C．在2图中，滑轮受到轻绳的作用力大小为
D．在2图中，斜面体对地面的摩擦力方向水平向左
三、实验题
11．如图(甲)为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表.在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图(乙)所示正弦规律变化.(取π=3.14）求：
(1)交流发电机产生的电动势的最大值；
(2)从t=0时刻开始计时，线圈转过60°时线圈中感应电流瞬时值及回路中的电流方向；
(3)电路中交流电压表的示数；
(4)从图示位置转过90°，通过线圈的电量?整个回路的焦耳热?。