山西运城市高中物理第四章牛顿运动定律42实验：探究加速度与力、质量的关系(1)同步练习1.

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。

探究加速度与力和质量的关系

观的得出加速度与质量成反比的结论？
4. 结论：力的大小一定时，加速度与质量成反比
4. 结论：力的大小一定时，加速度与质量成反比
实验结论：
1、m一定，加速度a与F的定量关系：
aF
2、F一定，加速度a与m的定量关系:
a 1 m
（注意：这里的力指的是物体所受的合外力）
实验注意事项 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．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． 4．小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手．
丁
力是改变物体运动状态的原因
力
运动状态变化
力是产生加速度的原因
产生加速度
v a t
速度变化
第二节探究加速度与力、质量的关系
m
F1
m1
F
m F1<F2
定性讨论
F2
m2
F
m1<m2
定性讨论
这里的力指的是物体所受的合外力
讨论1：加速度的大小与力有什么关系？结论：对同一物体，受力越大，加速度越大。
讨论2：加速度的大小与质量有什么关系？结论：物体受力相同时，质量越大，加速度越小。
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
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．

高中物理必修一第四章运动和力的关系实验：探究加速度与力、质量的关系

高中物理必修一
第四章运动和力的关系
实验：探究加速度与力、
质量的关系
讲师：xxx
目
录
知识讲解
小结
问题引入
速度是描述运动状态的物理量，加速度是描述速度变化快慢的物理量，因
此加速度可以说是描述运动状态变化快慢的物理量。力是改变物体运动状态的
原因，惯性大的物体运动状态越难改变，质量是惯性的唯一量度。因此加速度、
，然后释放小车，打
点计时器在纸带上打下一系列点，断开电源，取下纸带，在纸带上标上编号以
便数据处理时使用。
实验器材
4．保持小车的质量不变，多次改变钩码的质量 m，重复步骤 3 再完成 4 次实
验，并算出每条纸带对应的加速度的值，填入表 1 中。
5．用纵坐标表示加速度 a，横坐标表示作用力 F，即砝码和小桶的总重力 (m
数据记录
M0＝
kg m0＝
kg
钩码的钩码和小桶
序号质量
的总重力
m/g
(m＋ m0)g/N
1
2
3
4
5
时间间隔
T/s
位移
x1/cm
连续相等
加速度
位移时间位移
a/
x2/cm
差
(m·s-2)
Δx＝x2－x1
数据记录
m＋m0＝
序号
1
2
3
4
5
kg
小车的总质量时间间隔位移
M/kg
T/s
x1/cm
位移
设计实验
如何保证小车所受的拉力等于槽码所受的重力？
槽码的质量要远远小于小车的质量，除
此之外还要平衡摩擦力。
阻力补偿法：调节木板的倾斜角度，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板

高中物理第四章牛顿运动定律 4.2 实验探究加速度与

第四章牛顿运动定律第2节实验：探究加速度和力、质量的关系【思维导图】【微试题】1. 关于“探究加速度与力、质量的关系”的实验，下列说法中正确的是( )①本实验的研究对象是小车及小车上的砝码②拉动小车运动的绳子张力实际等于悬挂物的重力③改变悬挂物重力的同时，在小车上增加砝码，从而验证加速度与力、质量的关系④为了完善实验原理，减小实验误差，可以将小车、砝码及悬挂物组成的整个系统作为研究对象A．①② B．②③ C．③④ D．①④【答案】D2. 关于“探究加速度与力、质量的关系”的实验操作，下列说法中符合实际的是( )A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，应可以得出加速度、力、质量三者之间的关系D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系，再不改变小车受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系【答案】D3. 下图是某些同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是( )A．形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大B．形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小C．形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大D．形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大【答案】A4. 某同学探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系，图(a)为其实验装置简图．(交流电的频率为50 Hz)(1)图(b)为某次实验得到的纸带，纸带上相邻计数点间有4个点未画出，则小车的加速度大小为________．(2)保持小盘和砝码质量不变，改变小车质量m ，分别得到加速度a 与质量m 及对应的1m，数据如下表：实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 小车加速度a /m·s－21.80 1.65 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小车质量m /kg0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 1m/kg －14.003.453.032.502.001.411.000.60请在下图中画出a 1m 图线，并根据后5组数据得出的图线求出小车加速度a 与质量倒数m之间的关系式：____________.解释由前3组数据得到图线形状不准确的原因：__________.【答案】（1）20.64/m s （2）如图所示 21(/)2a m s m见解析【解析】：（1）由逐差法得24561232()()0.64/9s s s s s s a m s T ++-++== （2）21(/)2a m s m =由前3组数据得到的图线已逐渐发生了偏移，这是由于小车质重比较小时，不能满足小车质重远大于小盘及砝码的质量，小车所受合外力已变小.。

2018_2019学年高中物理第四章牛顿运动定律4.2实验探究加速度与力、质量的关系课件1

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质量M0,计算出重物的重力M0g。
5.保持小车的质量不变,改变所挂重物的质量,从而改
变拉力,重复步骤4,多做几次实验,并记录好相应重物
的质量,进而计算出重物的重力M1g、M2g…
二、数据处理
本实验的数据处理可以采用计算法和图象法两种方法:
1.计算法:测得加速度或加速度之比后,通过计算看看
是否满足
a1 F1 a m 、 1 2。 a 2 F2 a 2 m1
2.图象法:
(1)物体的质量一定,分析加速度与力的关系。
以a为纵坐标,以F为横坐标建立坐标系,根据各组数据在坐标系中描点,利用图象找规律,如图所示。如果a F图线是一条过原点的直线,则可以得出结论:质量不变时,加速度与力成正比。
提示:平衡摩擦力是指小车所受的重力沿斜面的分力与
小车所受摩擦阻力大小相等,即mgsinθ =μ mgcosθ ,等
式两边m可消去,所以平衡摩擦力后,不管是改变重物的
质量还是改变小车的质量,都不需重新平衡摩擦力。
4.在探究加速度与外力间的关系时,得到的图象如图中
甲和乙所示,则出现此种现象的原因是什么?
时器应使用低压(6V)交流电源,且要固定在长木板无滑
轮的一端,即应靠右端;释放纸带时小车应靠近打点计
时器;连接小车的细线应保持与木板平行,故应调节滑
轮位置使拉线与木板平行;实验时应平衡摩擦力,使小
车所受重力沿斜面方向的分力与小车所受摩擦力平衡,
故应垫高长木板右端平衡摩擦力。
答案:(1)应用6V交流电源 (2)应靠右端线与木板平行 (4)应靠近打点计时器端平衡摩擦力

物理必修一第四章牛顿运动定律实验：探究加速度、力、质量之间的关系

实验：探究加速度、力、质量之间的关系【学习目标】1．掌握在研究三个物理量之间关系时，常用的控制变量法 2．理解物体的加速度大小与力有关，也与质量有关 3．通过实验探究加速度与力和质量的定量关系 4．根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结论 5．会分析数据表格，利用图象寻求物理规律【要点梳理】要点一、怎样测量（或比较）物体的加速度1．物体做初速为0的匀加速直线运动，测量物体加速度最直接的办法就是用刻度尺测量位移并用秒表测量时间，由公式22xa t =算出加速度。

2．可以在运动物体上连一条纸带，通过打点计时器打点来测量加速度。

3．也可以不测加速度的具体数值，而测不同情况下（即不同受力时、不同质量时）物体加速度的比值。

根据22x a t=，测出两初速度为0的匀加速运动在相同时间内发生的位移x 1、x 2，位移比就是加速度之比，即1122a x a x =。

要点二、怎样提供和测量物体所受的恒力在现实中，仅受一个力的情况几乎是不存在的。

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，在实验中我们只要测出物体所受的合力即可。

如何为运动的物体提供一个恒定的合力？又如何测出这个合力呢？可以在绳的一端挂钩码，另一端跨过定滑轮拉物体，使物体做匀加速运动的力就是物体的合力，这个合力等于钩码的重力。

通过测量钩码的重力就可测得物体所受的合力。

要点三、平衡摩擦力依据上面的方案中做匀变速运动的物体，受的合力并不等于钩码的重力。

这是由于物体在相对运动，还要受到滑动摩擦力。

如何减小滑动摩擦力，使我们所测得的钩码重力尽可能接近于物体所受的合力？ ①使用光滑的木板；②平衡滑动摩擦力。

将木板一端垫高，让物体从木板上匀速滑下，此时物体的重力分力就等于物体所受的摩擦力。

③平衡摩擦力后，当小车的质量发生改变时，不用再平衡摩擦力。

这是由于sin cos mg mg θμθ=，等式的两边质量可以抵消，即与物体的质量大小没有关系。

4.2实验：探究加速度与力、质量的关系

2．平衡摩擦力后，每次实验时必须满足在小车上所加砝码的质量远大于砝码和小盘的总质量的条件下进行．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．改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器(或尽量远离定滑轮的一端)，并应先接通电源，再放开小车，且在小车到达定滑轮前应按住小车． 4．各纸带的加速度a，都应是该纸带的平均加速度．
0.40 0.592 0.50 0.751
5
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
F/ N
2.探究加速度与质量的关系
实验基本思路：保持小车所受合力相同，测量不同质量的小车在该力下的加速度，分析加速度与质量的关系。
怎样改变小车的质量？
做实验、得数据、填表格二、作图象、交流分析、形成结论
1.0
0.8 0.6 0.4 0.2
5．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的两侧．
误差分析
1．小车质量m应比重物的质量m′大得多，其原理将在后面的牛顿运动定律的应用中专门讨论．二者差距越小，图象线性越差． 2．夹口的密合性能差是造成误差的原因之一．由于小车的质量和速度较大，夹子不易夹住小车的后拖线；有些时候夹子夹住一根拖线，而另一根未被夹住，对应小车仍向前运动，这些都是造成位移误差的原因． 3．小车运动停止时不能与定滑轮相碰，如果小车碰到定滑轮才松手让夹子夹住拖线，则与定滑轮相碰的小车位移偏小，产生误差．
位.这样作图线时,坐标点间距不至于过密,误差会小些
小结
探究加速度与力、质量的关系 1.研究方法：控制变量法 2.数据处理方法：图象法
3.结论：a∝F a∝1/m

人教版物理高一物理必修一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(共37张PPT)

2、桶和砝码的质量要比小车的质量小很多。
方案三：利用气垫导道
该方案仪器精密，是很好的方案，测量结果精确，但中学一般没有这种仪器。
图 1 : 气垫导轨装置
图 2 :滑块和挡光片
图 3: 光电门
图 4 : 电脑计时器
图 5 : 气源
图 6 : 滑块的接触面
方案实施 1、确定方案 3、作出图象 5、形成结论 7、结论评估
1、怎样测量（或比较）物体的加速度方案1：
有摩擦力影响
摩擦力影响极小
方案2：
方案3:根据初速度为零的匀加速直线运动的位移公式可知：
若vo=0 由x= at2/2 有：
t相同时:a1/a2=x1/x2
2、怎样提供和测量物体所受的恒力
注意：盘和砝码的总质量远小于小车的质量！
实验中的F应为物体所受的合力，
讨论：力大小相同，作用在不同质量的物体上，物体加速度有什么不同？
结论：当力大小相同时，物体的质量越大，运动状态越难以改变，所以质量越大，加速度越小。
注意：这里的力指的是物体所受的合外力。
总结：影响加速度的因素有哪些？
1、合外力 2、质量
经过定性分析得
同一个物体， F大则a大；受同样的力， m大
如何处理小车所受的摩擦力？
平衡摩擦力：在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块薄木
板，反复移动薄木板的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态（通过在纸带上打出的点迹是否均匀来判），这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受的重力
在斜面方向上的分力平衡。
实验结论：
aF
a 1 m
2.产生物体运动状态改变的原因是什么?
力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。

201X_201X版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

由于本实验的目的是探究加速度与力、加速度与质量间的比例
关系,因而也可不测加速度的具体数值 ,而测不同条件下加速度的
比值。若两物体做初速度为 0的匀加速运动 , 由 x=
1 2
物体在相同时间内发生的位移之比就是加速度之比
???2?可得,
,即
??1 ??2
=
??1 ??2
。
一二三四
(2)测量物体所受的外力的方案 :由于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。教材的参考案例提供的外力比较容易测量 , 采用这种方法是不错的选择。
,
根据图象可以得出结论。
乙 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。
一二三
三、误差分析 1.因实验原理不完善造成误差 :本实验中用所挂重物的重力代替小车受到的拉力 (实际上小车受的拉力要小于所挂重物的重力 ),存在系统误差。所挂重物的质量越小于小车的质量 ,误差越小 ,反之误差越大。 2.夹口的密合性能差是造成误差的原因。由于小车的质量和速度较大,夹子不易夹住小车的后拖线 ;有些时候夹子夹住一根拖线 , 而另一根未被夹住 ,对应小车仍向前运动 ,这都是造成位移误差的原因。 3.小车运动停止的位置不能与定滑轮相碰 ,如果小车碰到定滑轮才松手让夹子夹住拖线 ,则与定滑轮相碰的小车位移偏小 ,产生误差。
一二三四
三、实验原理 1.当研究三个物理量之间的关系时 ,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作控制变量法,这种方法是物理学中研究和处理问题时经常采用的方法。本节使用的方法就是 “ 控制变量法 ” 。 (1)保持物体的质量不变 ,测量物体在不同外力作用下的加速度 , 分析加速度与外力的关系。探究过程中可以采用根据实验数据绘制图象的方法 ,也可以采用比较的方法 ,看不同的外力与其产生的加速度的比值有何关系。 (2)保持物体所受外力相同 ,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。探究过程中采用根据实验数据绘制图象的方法。

高中物理第四章牛顿运动定律 4.2 实验探究加速度与力、质量的关系教案1 新人教版必修1

第二节实验：探究加速度与力、质量的关系【课程背景及设计思想】1. 本节实验是大纲中规定的学生实验，探究加速度与力、质量的关系后推出的牛顿第二定律是动力学的核心规律，本节实验课是高中物理课程体系中至关重要的一课。

2. 本节实验以往均采用打点计时器和纸带配合来测量加速度和判断摩擦力是否已被平衡，耗时费力且基本上做不出达到要求的实验数据；在数据处理时，要求学生描点然后进行线性拟合，耗费大量时间且效果不佳。

由于以上困难，每年学生都基本上不能完成该实验，有些学校甚至不再在实验室中进行学生分组实验。

3. 往年本节实验课都是安排两节课时，一节理论准备，一节分组操作，实际实施过程中发现课时往往还不够。

4. 针对以往实验课中的困难，结合本次实验室改造时物理实验室购进的传感器和电脑设备，我采用了用光电门来测量加速度和判断摩擦力的平衡，采用朗威通用软件来进行数据处理中的描点和线性拟合。

实际实验中发现该方案测量精确度高，实验过程简单，学生容易操作，对学生深入理解牛顿第二定律的内在关系和应用现代技术进行实验和数据处理的能力提高大有裨益；该方案一举克服了本节实验课多年的顽疾，原本两节课都很难完成的教学任务一节课就可以轻松的达到目的，极大提高了课堂效率；数字化实验室的师生电脑交互系统也极大程度的增强了课堂中的师生互动，改变了以往实验课中老师先讲一通、然后学生再做一气、老师讲授和学生操作脱节的现象，可以很好的实现边实验边教学的模式。

【教学目标】一、知识目标：理解物体加速度大小与力和质量的关系二、能力目标：1.训练用控制变量法进行实验2.掌握用图像处理实验数据的方法3.掌握平衡摩擦阻力及减小系统误差、偶然误差及误差分析的方法三、德育目标1．通过探究实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度；体会探究过程的科学严谨和合理性2．通过实验方案的自行设计激发学生的求知欲和创新精神．3．培养与人合作的团队精神．【教学重点】1．控制变量法的应用．2．实验数据的分析与处理．【教学难点】1．如何设计实验方案并使实验方案合理可行．2．实验误差的分析和控制【教学用具】多媒体课件、小车一端带滑轮长木板、质量标准的小车（规格：100g）、遮光片（规格：0.02m）、带小钩的细线条、质量标准的小桶（规格：5g）、钩码(规格：50 g)、砝码(规格：5g＼10 g)、光电门传感器每组两套，数字化实验室电脑设备全套。

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》参考课件1新人教版必修1PPT课件

探究过程课件演示1
课件演示2
一.探究思路控制变量法
二.如何设计探究实验方案?
m一定，研究a与F的关系．
F一定，研究a与m的关系．
m一定，研究a与F的关系．物体质量一定时，受力越大加速度越大． 1.猜想： a∝F
2.实验验证：
m一定，研究a与F的关系．
3学生动手设计实验1： (可供学生参考)
m一定，研究a与F的关系．
问题讨论
1.课本上需要测量哪两个物理量的数值? 2.为什么测量这两个量就可以得到力和
加速度的关系?
3.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。 4.有什么方法可以进一步减少摩擦呢？
三.进行实验探究
m一定，研究a与F的关系．
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。
四.得出探究结论
物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比．加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同．
五. 对探究过程的反思．
1. 在实验中，小车包括砝码的质量为什
么要远大于砂和砂桶的总质量。
2.实验前为什么要平衡摩擦力？应当如何
平衡摩擦力？ 3.a-F图线出现截距的原因和调整方法是什么？
3.学生动手设计实验1： (可供学生参考)
仅供学习交流！！！
三.进行实验探究
F一定，研究a与m的关系．
设计表格
(供学生参考)
0.04 0.04
三.进行实验究
F一定，研究a与m的关系．
利用图象找规律
根据a－m图象学生不太容易直接找到a－m的定量关系；可以提示让学生来研究 a与1／m的关系，作a与1／m图象看图象是否是过原点的直线，就能判断a 与1/m是否成正比,从而来判断a 与m是否成反比

第2节实验：探究加速度与力、质量的关系

平衡摩擦力：
G1
FN f
G G1平衡摩擦力 f。
线的拉力在什么时候等于钩码的重力？
理论计算表明：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。
当M ≥m时，可近似认为小车所受的拉力F等于mg.
◆．实验器材：
——打点计时器，纸带及复写纸，小车，一端附有滑轮的长木板，小盘和砝码，细绳，低压交流电源，导线，天平，刻度尺．
第四章牛顿运动定律
2
实验：探究加速度与力、质量的关系
什么是物体运动状态的改变？如果物体的速度不变，我们就说它的运动状态不变；如果物体的速度的大小或方向改变了，我们就说它的运动状态改变了。
速度是描述物体运动状态的物理量. 在前面我们还学了力的两种作用效果： ❶使物体发生形变； ❷使物体运动状态发生改变.
◆．误差来源
1．测量误差：（1）质量的测量．（2）打点间隔距离的测量． 2．操作误差：（1）拉线或纸带不与木板平行．（2）倾斜角度不当，平衡摩擦力不准． 3．原理误差：本实验中用小盘和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和砝码的总重力)，存在系统误差.
◆．实验设计:
根据牛顿第一定律，物体运动状态改变的原因是什么？
物体运动状态的改变指的是物体的速度发生了变化根据牛顿第一定律我们可以知道：
力是改变物体运动状态的原因，且质量越大，运动状态越难改变
力
力是产生加速度的原因
运动状态变化
产生加速度
速度变化
加速度是描述速度变化快慢的物理量
由以上关系可知： (1)物体的加速度的大小与它受力的大小有关.
以上描述方法只是定性的描述了物体的加速度与它受的力、它的质量的关系。那么它们存在什么样的定量关系呢？

4-2实验：探究加速度与力、质量的关系

物理 ·人教版 · 必修1
第四章 2．实验：探究加速度与力、质量的关系
成才之路 ·物理 ·人教版 · 必修1
(1)为使小车所受合外力等于细线的拉力，应采取的措施是______________________________；要使细线的拉力约等于钩码的总重力，应满足的条件是 ______________。
成才之路 ·物理 ·人教版 · 必修1
(3)某位同学经过测量、计算得到如下数据，请在图中作出小车加速度与所受合外力的关系图象。组别 M/kg F/N a/m· s
－2
1
2
3
4
5
6
7
0.58 0.58 0.58 0.58 0.58 0.58 0.58 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.13 0.17 0.26 0.34 0.43 0.51 0.59
第四章 2．实验：探究加速度与力、质量的关系
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重点难点突破
第四章 2．实验：探究加速度与力、质量的关系
成才之路 ·物理 ·人教版 · 必修1
一、实验目的： 1．学会用控制变量法探究物理规律。 2.全面正确地认识加速度与力、质量的关系。二、实验原理：采用控制变量法。 1．当质量一定时，研究加速度与合外力的关系 a∝F 合。 1 2．当力一定时，研究加速度与质量的关系 a∝m。
第四章 2．实验：探究加速度与力、质量的关系
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课堂情景切入
第四章 2．实验：探究加速度与力、质量的关系
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在如图(a)、(b)中，被推物体的质量相同；图(c)、(d)中，人所施加的推力大小相同。

高中物理第四章牛顿运动定律2实验：探究加速度与力质量的关系课件新人教版必修1

2．控制变量法：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．
2．实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和重物的总质量．只有如此，重物和小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放手．
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，舍去不予考虑.
若保持砂和砂桶质量 m 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M1 数据如下表所
示．
次数
12345
小车加速度 a/(m·s－2) 1.98 1.48 1.00 0.67 0.50
小车质量 M/kg 0.25 0.33 0.50 0.75 1.00
质量倒数M1 /kg－1 4.00 3.00 2.00 1.33 1.00
解析：本题主要考查对实验原理和实验步骤的理解和分析，实验中把小桶及其中沙子的重力看作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ຫໍສະໝຸດ 接在 6 V 以下交流学生电源上．
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“化曲为直”改作 a-M1 关系图象．
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.

山西省运城市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(1)同步练习

实验：探究加速度与力、质量的关系
同步练习
1 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了平衡摩擦力，需要在长木板的下面垫一木块（木块垫在没有滑轮的一端），反复移动木块的位置，直到测出小车所拖纸带上的各个相邻记数点之间的距离都________为止．这时小车在斜面上所做的是________运动，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车的________平衡．
答案：相等匀速重力沿斜面向下的分力
2 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、砂；G．两根导线；H．秒表；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．
探究加速度与力、质量的关系实验需要的器材有：________．
答案：ABCDFGIJM
3 图4－2－4为“探究加速度与力、质量的关系”实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0. 1 s，各计数点间距离如图中所示，单位是cm．小车的加速度为________m／s2．
图4－2－4
解析：x1＝2.80 cm x2＝4.4 cm
x3＝5.95 cm x4＝7.6 cm
x5＝9.15 cm x6＝10.75 cm
α＝
2
3 6
2
5
1
4
3
3
)
(
)
(
)
(
T
x x
x
x
x
x
⨯
-+
-
+
-
＝1. 59m／s2．答案：1.59。

必修1物理新教材人教第四章42实验：探究加速度与力、质量的关系pptx_21

a/m·s -2 1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
1/m (kg -1)
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
（三）实验结论
a/m·s -2
0.75
0.60 0.45 0.30 0.15
F/ N
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
m 一定时，a ∝ F
a/m·s -2
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2
5.作图象时,要使尽可能多的点分布在所作直线上,直线外的点应尽可能对称分布在所作直线两侧.
6.作图时两轴标度比例要选择适当,各量须采用国际单位.这样作图线时,坐标点间距不至于过密,误差会小些.
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对注意事项的一些解释 1、绳拉小车的力是不是小车受到的合外力？将木板的一端稍作垫高，使小车匀速下滑，此时小车的合外力多大? 2、绳子的拉力等于砝码的重量吗？为什么？不等于！因为砝码向下加速，所以绳子的拉力小于砝码的重力。 4、什么情况下砝码重力可以近似等于绳子拉力即小车所受的合外力？当砝码质量比小车质量小得多时，绳子的拉力近似等于砝码的重力，即小车受到的合外力近似等于砝码的重力。
保持物体的质量不变，测量物体在不同的力作用下的加速度，分析加速度与力的关系
小车质量M=300 g,小车上砝码质量m0 = g,小盘质1量0M’= g
次数
小车1 盘中砝码 (M’+m’1) m’1（g）（g） (表示
小车2 位移盘中砝码 (M’+m’2) x1/c m’2（g）（g） (表示
1
实验原理:
在实验中，我们可以根据两个小车的运动时间相同，结合运动学公式, X 1 at2 得到加速度的比值等于运动位移