高一物理加速度与力和质量的关系
《实验：探究加速度与力、质量的关系》说课稿
《实验：探究加速度与力、质量的关系》说课稿《实验：探究加速度与力、质量的关系》说课稿1尊敬的各位评委：大家好！我说课的题目是《实验：探究加速度与力、质量之间的关系》。
首先，我对本节课进行了详细教学前设计，下面我将从教材分析、学情分析、三维目标分析、教学重点及难点、实验仪器分析、教法学法、教学过程、教学评价八个方面来向大家汇报。
教材分析探究性实验是高中物理新课程中一种重要的实验方法。
探究“加速度与力、质量的关系”一课正是探究性实验，实验安排在学习牛顿第二定律之前，对于学生来说，比验证性的实验难度要大，所以对本节教材主要做以下两点分析：1、从教材前后联系来看，本节内容具有承上启下的作用，上一节学习了质量是惯性大小的唯一量度，探究加速度与力、质量的关系是认知过程的必然，这一节又是《牛顿第二定律》的实验和理论基础，所以本节课实验能否成功对于下一节的学习非常关键。
2、从教材内容来看，本节课涉及到控制变量法、图象法，是高中物理实验常用的方法，所以更要好好把握。
学情分析1、具备的学科知识分析学生在前面已经知道了加速度的物理意义，知道力是改变物体运动状态的原因及质量是惯性大小的唯一量度，但学生对加速度与力、质量的关系的理解只是简单的定性关系。
2、学生能力分析学生已经基本掌握探究性实验的研究方法，在本实验中，老师只要作一些必要的指导，学生都能完成实验操作及数据处理。
但运用控制变量法研究问题方面能力有限，应加强引导。
教学三维目标1、知识与技能了解影响加速度大小的因素；能通过实验探究得出物体的加速度与所受的外力成正比，与物体的质量成反比。
要重视学生实验技能的提高，培养学生获取知识和设计实验的能力。
2、探究过程与方法通过控制变量法，使学生充分体会探究问题，与小组成员合作设计实验方案，操作实验，借助多媒体辅助，利用图象法对实验数据进行处理，讨论分析与交流，最后总结出实验结论。
3、情感态度和价值观使学生经历科学探究的过程，体会探究过程中所用的科学方法，体验成功的喜悦；激发学生的学习兴趣。
高一物理加速度实验报告
高一物理【实验：加速度与力、质量的关系】学习目标：1、用比较法测量加速度；2、用控制变量法探究加速度与力、质量的关系；3、掌握利用图象处理数据的方法。
第一部分：课前自主学习，主动落实学案一．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，而研究其中两个参量之间的变化关系的方法，是物理实验中经常采取的一种方法．本实验有F、m、a三个参量，研究加速度a与F及m的关系时，我们应先控制一个参量不变，研究另外两个参量之间的关系．在该实验中要求先控制小车的质量不变，改变小车所受的拉力F，讨论a与F的关系；再控制小车所受的拉力F不变，改变小车的质量m，讨论a与m 的关系．(2)要测量的物理量小车与其上砝码的总质量M一用天平测出．小车受的拉力F——用天平测出小盘和盘内砝码的总质量m，由F＝mg算出．小车的加速度a——通过打点计时器打出的纸带测算出．(3)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．垫高水平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：不挂托盘，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．二．实验器材打点计时器、纸带及复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘和砝码、细绳、低压交流电源、天平(带有一套砝码)、刻度尺．第二部分：课堂互动探究，整合提升一、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，平衡摩擦力．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．针对训练1．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。
高一物理必修一人教版4.2实验：探究加速度与力、质量的关系
【知识点拨】 1.图象法处理实验数据的优点 (1)用图象法分析处理实验数据是物理学上常用的一种非常重 要而有效的方法，它具有形象、直观的特点，便于得出实验结
论。
(2)由图象法得到的规律具有统计性，在描绘实验图象时，可 以对一些不符合常规的数据进行修正，从而减小了实验误差，
避免了偶然性的错误数据，使实验结果更加准确。
车重力沿斜面向下的分力来平衡摩擦力。 (2)在木板无定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动薄
木板的位置，直到小车不挂重物时能在木板上匀速运动为止。
判断方法是看打点计时器在纸带上打出的点间隔是否均匀，若 打出的点间隔均匀，就说明小车做匀速运动了。
(3)整个实验平衡了摩擦力后，不管以后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。平衡摩擦力是指
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、重物、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平
(带有一套砝码)、刻度尺。
四、实验过程 1.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,在长木板无定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)。
(3)值得注意的是在处理一些反比例关系的物理量时，往往将 其转化为正比例函数关系，通过图象直观地体现出来。
2.实验中误差来源分析 (1)质量的测量误差、纸带上点迹距离的测量误差 ,拉线或纸带
不与木板平行都会造成误差。
(2)不满足小盘及重物的总质量远小于小车的质量 ,会使a-F图
1 象或 a图象线性变差,造成误差。 m
人教版高一物理必修1第4章第2节实验：探究加速度与力、质量的关系教案
教学过程(表格描述)教学阶段教师活动学生活动设置意图技术应用时间安排创设情境引导学生思考：质量相同的赛车和小汽车从0加速到100km/h所用的时间不同，可以看出，加速度与力有关系；小汽车和大货车从0-100km/h加速所用时间不同，可以说明，加速度与质量也有关系。
与老师共同回顾，加速度与力有关，与质量也有关系。
引起兴趣，提出问题ppt3分钟温故知新那么加速度和质量、力有怎样的定量关系呢？我们应该怎么研究呢？共同回答：采用控制变量法来研究引导学生掌握科学思想方法2分钟新课讲解一、介绍实验器材：数据采集器、位移传感器、力学轨道、一枚一角硬币质量为3.3g，重为0.033N，小桶质量为4.9g,重为0.049N，小车质量为0.149kg，配重片为50g二、示范介绍器材的组装，把小车固定到力学轨道上，连接好位移传感器。
三、介绍DIS7.1软件的操作。
四、如何平衡摩擦力，用什么方法平衡摩擦力。
熟悉实验器材，知道每样器材的使用。
学生将实验器材组装好，了解DIS7.1软件的使用。
打开专用软件。
共同回答：利用重力的分量平衡摩擦力。
让学生认识实验器材，学会操作PPT,实验器材、DIS7.1软件5分钟实践操作一、指导学生操作，查看学生在操作过程中的不当之处。
二、指导学生，如何利用数据得出图象。
利用控制变量法，先控制小车质量不变，改变外力，再控制外力不变，改变小车质量，得出a-F图象、a-m图象。
学生通过具体操作发现问题，并实验器材10分钟思考问题产生的原因。
分享交流一、展示学生实验结果，共同分析产生结果的原因。
二、a-F图象可以显示出在m一定的情况下，二者成正比关系。
三、提出问题：a-m图象为双曲线对于规律的认识不能很清晰，猜想一下，怎么才能出现我们经常分析的线性关系呢？展示本组的实验结果，分析产生误差的原因。
学生回答：可能画ａ－１／ｍ的图象会出现线性关系。
培养学生发现问题，解决问题的能力。
学生实验数据15分钟效果评价本实验哪些操作会影响实验结果引起误差呢？学生分析误差来源，总结实验过程中还需改进的地方。
【个人精编高一物理笔记】探究加速度与力和质量的关系
1第四章-2探究加速度与力和质量的关系1、实验目的（1）探究加速度与力、质量的关系。
（2）知道如何利用控制变量法探究物理规律。
（3）掌握利用图像来处理实验数据。
2、实验原理：利用控制变量法，控制物体的质量m 不变，测出物体在不同力F 作用下的加速度a ，分析a 与F 的关系；控制物体所受的力F 不变，改变物体的质量m ，测出相应的加速度a ，分析a 与m 的关系。
3、如何测定所需要的物理量？（a 、F 、m ）质量m ：可以由托盘天平测出。
加速度a ：通过打点计时器纸带上的点，并借助2aT x =∆计算得出。
合外力F ：平衡摩擦力后且满足槽码的质量远小于小车的质量时，可以用细绳所挂槽码的重力代替小车所受的合外力。
细绳的拉力等于槽码的重力吗？什么情况下细绳的拉力即小车所受的的合外力可以近似等于槽码的重力？不等于，因为槽码向下加速运动，所以细绳的拉力小于槽码的重力。
当槽码的质量远小于小车的质量时，细绳的测得的拉力近似等于槽码的重力，即小车受到的合外力近似等于槽码的重力。
故实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于槽码的质量。
（详细见后关于计算的内容）4、实验装置和步骤实验装置如下，需要的器材有一端附有定滑轮的长木板、小车、带小钩的细绳、托盘、电磁打点计时器、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)。
实验步骤：（1）用天平测出小车和托盘的质量，并记录数值。
（2）按上图所示连接好实验装置。
（小车左端不要系绳）（3）平衡摩擦力：把木板无滑轮的一端（上图右端）下面垫一薄木板，反复移动其位置，使小车在不挂托盘和砝码的情况下能沿木板做匀速直线运动。
（木板做匀速直线运动的表现是打点计时器在纸带上打出的相邻点之间的距离相等）（4）把下车停放在靠近打点计时器，按住小车，挂上托盘和砝码，先接通电源，然后释放小车，让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，根据纸带上打出的点计算小车下滑的加速度，并把托盘和砝码的重力和对应的加速度记录下来。
实验：探究加速度与力、质量的关系 课件-高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
误差分析
►实验原理不完善造成误差：小盘及盘中砝码的总质量越小，误差越小。
如图说明拉力很大时，AB段明显偏离直线，即所挂小盘及盘中砝码的
总质量太大，不满足远小于小车和车中砝码的总质量的条件。
►平衡摩擦力不准造成误差：实验一环里中设定为光滑水平面情形，所
以实验中应平衡摩擦力，若未平衡摩擦力或平衡不当就会带来系统误差。
进行试验
调试实验装置进行实验
加速度与力的关系
小车质量一定
拉力F
加速度a
加速度与质量的关系
质量m
加速度a
小车所受拉力一定
数据分析
分析a~F
绘 制 a-F 图
像。
若这些点大致在同一条
直线上，故可以判断在质量
一定时，物体的加速度与其
所受的合外力成正比。
数据分析
分析a~F
如何更直观地处理数据？
次
数
当小
其他两个量之间的关系，称为控制变量法。
(3)当小车质量 M 车远大于 m 槽时，细绳对小车的拉力大小近似等于所
挂槽码的重力 m 槽 g，称为近似法。
(4)通过图像研究实验数据，称为图像法。
1
(5)在作图时，由 a-M 车图像转化为 a- 图像，使图线由曲线转化为直
M车
线，称为化曲为直法。
解析
典型考点二
图像法
(4)实验数据处理的科学方法：________。
1
化曲为直法
(5)由 a-M 车图像转化为 a- 图像，所用的科学方法：___________。
M车
解析
(1)由于小车运动时受到摩擦等阻力，所以要补偿阻力，以减小
实验误差，称为阻力补偿法。
(2)在探究加速度与力、质量的关系时，先保持力或质量不变，来探究
高中物理必修第一册 第4章 实验专题：探究加速度与力、质量的关系
1．在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a 和拉力F 的数据如表所示.(1)根据表中的数据在图1所示的坐标系中作出a －F 图像．图1(2)图像斜率的物理意义是___________________________________________________．(3)小车和砝码的总质量为________ kg.(4)图线(或延长线)在F 轴上的截距的物理意义是____________________________． 答案 (1)见解析图 (2)小车和砝码总质量的倒数 (3)1 (4)小车受到的阻力为0.1 N 解析 (1)根据所给数据在所给坐标系中准确描点，作出的a －F 图像如图所示．(2)根据(1)中图像可以判断图像斜率表示小车和砝码总质量的倒数．(3)由(1)中图像可得1M ＝Δa ΔF，解得M ＝1 kg. (4)由a －F 图像可知，当力F ＝0.1 N 时，小车开始运动，说明小车受到的阻力为0.1 N.2．(2019·重庆巴蜀中学高一上期末)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学使用了如图2所示的装置，木板放在水平桌面上，打点计时器打点频率为50 Hz.图2(1)实验中得到如图3所示的一段纸带，每五个点取一个计数点，测得AB ＝7.65 cm ，BC ＝10.17 cm ，则实验测出小车的加速度大小为________ m/s 2.图3(2)若直接按题中所示装置进行实验，以沙和沙桶的总重力产生的拉力F 为横坐标，通过纸带分析得到的加速度a 为纵坐标，以下画出的a －F 图像合理的是________．(3)实验中，沙和沙桶的总重力________(填“大于”“小于”或“等于”)绳子对小车的拉力，为了让沙和沙桶的总重力大小更接近绳子对小车的拉力，应让沙和沙桶的总质量________(填“远大于”或“远小于”)小车的质量．(4)若第(2)问中四个图像中的图线(B 、C 图线中的直线部分)的斜率为k ，则小车的质量M ＝________.答案 (1)2.52 (2)C (3)大于 远小于 (4)1k解析 (1)小车的加速度大小为a ＝x BC －x AB T 2＝(10.17－7.65)×10－20.12 m /s 2＝2.52 m/s 2. (2)若直接按题图所示装置进行实验，没有补偿摩擦阻力，则当力F 达到某一值时小车才有加速度，可知画出的a －F 图像合理的是C.(3)实验中，我们认为绳子拉力的大小等于沙和沙桶(其总质量为m )的总重力的大小，而实际上绳子的拉力F T ＝mg －ma ，故绳子的拉力小于沙和沙桶的总重力．为了让沙和沙桶的总重力大小更接近绳子对小车的拉力大小，应让沙和沙桶的总质量远小于小车的质量．(4)由牛顿第二定律得a ＝F M ＝1M ·F ，则斜率k ＝1M ，小车的质量M ＝1k. 3．(2019·重庆江津中学、合川中学等七校高一上期末)某实验小组要做“探究小车的加速度与合外力的关系”的实验，采用的实验装置如图4所示．图4(1)本实验首先要补偿摩擦阻力，其目的是________．A．为了实验时细线的拉力近似等于所挂钩码的重力B．为了实验时小车所受的合外力等于细线的拉力C．为了实验时小车所受的合外力等于所挂钩码的重力(2)本实验________(填“需要”或“不需要”)钩码的质量远小于小车的质量．(3)若忘记补偿摩擦阻力直接进行实验得到的a－F图像合理的是________．答案(1)B(2)不需要(3)B解析(1)为了让实验时小车所受的合外力等于细线的拉力，需要将小车重力沿木板的分力与摩擦力相平衡，故B正确．(2)使用力传感器可以直接测量拉力的大小，不需要钩码的质量远小于小车的质量．(3)由牛顿第二定律得F－F f＝Ma，a＝1M F－F fM，选项B正确，F为测得细线拉力的真实值，图像不会发生弯曲．4．某实验小组欲以如图5所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”．图中A 为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电磁打点计时器(未画出)相连，小车的质量为m1，小盘(及砝码)的质量为m2，重力加速度g取10 m/s2.图5(1)下列说法正确的是________．A．实验时先放开小车，再启动打点计时器B．每次改变小车质量时，应重新补偿阻力C．本实验中应满足m2远小于m1的条件D ．在用图像探究小车加速度与质量的关系时，应作a －m 1图像(2)实验中，得到一条打点的纸带，如图6所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T ，且间距x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6已量出，则打点计时器打下F 点时小车的瞬时速度的计算式为v F ＝________，小车加速度的计算式a ＝________.图6(3)某同学补偿阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a 与砝码重力F 的关系图像如图7所示．若牛顿第二定律成立，则小车的质量为_____ kg ，小盘的质量为________ kg.图7(4)实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值为________ m/s 2.答案 (1)C (2)x 5＋x 62T x 4＋x 5＋x 6－x 3－x 2－x 19T 2(3)2.0 0.06 (4)10 解析 (1)实验时应先启动打点计时器，再放开小车，A 项错；每次改变小车质量时，不用重新补偿阻力，B 项错；实验要求m 2≪m 1，C 项对；D 项中应作a －1m 1图像，D 错． (2)某段位移中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度，故v F ＝v EG ＝x 5＋x 62T， 由逐差法知a ＝x 4＋x 5＋x 6－x 3－x 2－x 19T 2. (3)由题图a －F 图线可知：a ＝F m 1＋0.3， 即图线的斜率k ＝1m 1，可求解得m 1≈2.0 kg.当F ＝0时，a ＝0.3 m/s 2，此时a ＝F 0m 1＝m 0g m 1，所以m 0＝0.06 kg.(4)当砝码重力越来越大时，a＝(m＋m0)gm＋m0＋m1，即m无限大时，a趋向于g.5．某实验小组利用如图8所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”．图8(1)下列做法正确的是________．(填字母代号)A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调节木板倾斜度补偿木块受到的阻力时，将装有槽码的槽码桶通过定滑轮拴在木块上C．实验时，先释放木块，再启动打点计时器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(2)为使槽码桶及桶内槽码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是槽码桶及桶内槽码的总质量________木块和木块上砝码的总质量．(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套如图所示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有补偿阻力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到如图9所示甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙．(选填“大于”“小于”或“等于”)图9答案(1)AD(2)远小于(3)小于大于解析(1)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，补偿阻力时木块不通过定滑轮挂槽码桶，而要连上纸带，并且改变质量时不需要重新补偿阻力；在实验时应先启动打点计时器，再释放木块，故选项A、D正确，B、C错误．(2)设木块和木块上砝码总质量为M、槽码桶及桶内的槽码总质量为m，以整体为研究对象，则mg ＝(M ＋m )a以后者为研究对象则mg －F T ＝ma联立解得：F T ＝mg －m 2gM ＋m要使F T 近似等于mg ，需使m 2g M ＋m ＝mg M m＋1近似等于零，即M ≫m (3)对质量为m 0的木块由牛顿第二定律得：F －μm 0g ＝m 0a ，即a ＝1m 0F －μg . 上式与题图结合可知：1m 甲＞1m 乙，μ甲g ＞μ乙g . 即m 甲＜m 乙，μ甲＞μ乙．6．某同学设计了如下实验方案用来做“探究加速度与力、质量的关系”的实验：①如图10甲所示，将木板有定滑轮的一端垫起，将滑块通过细绳与带夹子的重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下夹一纸带，穿过固定的打点计时器．调整木板倾角，直到向下轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动．②如图乙所示，保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板上靠近定滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使滑块由静止开始加速运动．打点计时器使用的是频率为50 Hz 的交流电源，打出的纸带如图丙所示，A 、B 、C 、D 、E 是纸带上的五个计数点．图10(1)图乙中滑块下滑的加速度为________ m/s 2.(结果保留两位有效数字)(2)若重锤质量为m ，滑块质量为M ，重力加速度为g ，则滑块加速下滑时受到的合力大小为________．(3)某同学在保持滑块质量不变的情况下，通过多次改变滑块所受合力F ，由实验数据作出的a －F 图像如图11所示，则滑块的质量为________ kg.(结果保留两位有效数字)图11答案 (1)3.9 (2)mg (3)1.0(0.9～1.1均可)解析 (1)充分利用纸带中数据，用逐差法可得a ＝x CD ＋x DE －x AB －x BC 4(2T )2≈3.9 m/s 2. (2)滑块通过细绳与带夹子的重锤相连，滑块匀速下滑，说明滑块重力沿斜面向下的分力和摩擦力之差等于重锤的重力大小，取下细绳和重锤，滑块加速下滑受到的合力大小为mg .(3)a －F 图线的斜率表示滑块质量的倒数1M ，可得到滑块的质量约为1.0 kg.。
高中物理必修一：4.2实验：探究加速度与力、质量的关系
数据处理 1．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．
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．
【注意事项】
1.一定要平衡摩擦力,在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细线系在小 车上,即不要给小车加任何牵引力,并要让小车拖着打点的纸带运动.
摩擦力的标志．
(2014·南京高一检测)如图所示是某同学探究加速度 与力、质量的关系时，已接通电源正要释放纸带时的 情况，请你指出该同学的五个差错；
(1)电源_应__用_6__V_交_ 流；电源 (2)电磁打点计时器位置_应__靠__右__端_； (3)滑轮位置_应__使__拉__线_水；平 (4)小车位置_应__靠_近__打__点；计时器 (5)长木板_应__垫__高__右__端__平_衡__摩__擦__力．
两有车( 的A 位) 移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，
A．当m1＝m2、F1＝2F2时，x1＝2x2 B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1 C．当F1＝F2、m1＝2m2时，x1＝2x2 D．当F1＝F2、m1＝2m2时，x2＝2x1
方案三:利用气垫导轨来探究
挡光板 △x 光电门1
怎样改变小车的质量？
【实验步骤】
1.用天平测出小车和重物的 质量分别为M、m，并把数 值记录下来． 2.按如图所示把实验器材安 装好,只是不把悬挂小盘的细 绳系在车上,即不给小车施加 牵引力. 3.平衡摩擦力:在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)．
2.整个实验平衡了摩擦力后,不管以后是改变小盘和砝码的总质量还 是改变小车和砝码的总质量,都不需要重新平衡摩擦力.
新课标 高一物理教案 加速度与力和质量的关系教案 王志德
新课标高一物理教案§4.2实验：探究加速度与力、质量的关系一、教材分析这是一节学生实验课，目的是为了让学生体会物理探究过程中所用的科学方法。
书中没有给出确定的实验方案，要学生自己设计，但是给出了实验的基本思路：控制变量法。
学生在初中已经接触过控制变量法，难度应该不大。
二、教学目标知识与技能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．指导学生半定量的探究加速度和力、物体质量的关系，知道用控制变量法进行实验． 2．学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验．3．对实验数据进行处理，看一下实验结果能验证什么问题，情感态度与价值观1．通过探究实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度．2．通过实验探究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．三、教学重难点教学重点1．控制变量法的使用．2．如何提出实验方案并使实验方案合理可行．3．实验数据的分析与处理．教学难点1．如何提出实验方案并使实验方案合理可行．2．实验数据的分析与处理．四、学情分析学生对控制变量法应以掌握，关键是实验设计，实验操作能力不强，应让其做好充分的课前预习五、教学方法探究、讲授、讨论、练习六、课前准备多媒体课件，小车（20辆，每辆车上贴上质量为200g，贴上“参照车”与“实验车”字样），一端带有滑轮的长木板（20个），一次性小塑料口杯及棉线套（20个，质量可忽略），50g规格钩码10盒（每盒10个），托盘天平砝码20盒，刻度尺（米尺），线绳若干，铁文件夹10个，计算机和大屏幕投影系统一套，计算器。
七、课时安排1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑（二）情境导入、展示目标利用多媒体投影图4—2—1；? 复习思考：什么是物体运动状态的改变？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力是改变物体运动状态的原因力是产生加速度的原因第二节探究加速度与力、质量的关系定性讨论（m一定时）F1<F2定性讨论（F一定时）m1<m2猜测:???????/一、实验探究a、F、m的关系1、研究目的：定量分析a、F、m的关系2、研究方法：控制变量法A、m一定时，a与F的定量关系B、F一定时，a与m的定量关系二、如何设计和进行实验？方案一：小车、打点计时器、纸带、一端带有定滑轮的长木板、细线、砝码、刻度尺、天平为器材，研究小车运动。
高一物理 实验探究加速度与力、质量的关系
高一物理实验：探究加速度与力、质量的关系教学目标:★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1．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。
这就是我们这节课所要研究的加速度与力、质量的关系。
高一教科版物理必修一第三章第2节探究加速度与力质量的关系——实验误差分析(讲义)
重点：理解实验原理及减小误差的方法。
难点：理解变形实验的原理。
实验拓展的总体思路：一、由于本实验中拉力小于砝码和砝码盘的重力，而实验中记录的砝码和砝码盘的重力，用来替代小车所受合外力，导致原理上出现误差，所以从出现误差的原因角度，改进实验具体思路如下：1.在小车前端安装拉力传感器，直接得到拉力。
2.改进实验装置，用弹簧测力计直接读出拉力。
如下图，拉力即为小车所受合外力，所以不需要m<<M 。
3.改进装置及原理消除系统误差（如下图）调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动。
取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m ，则mg 即为小车所受合外力，不需要m<<M 。
4.转换研究对象法：保证小车、砂和砂桶的总质量不变（如下图）从固定在小车上的盒子中取出一些砂子，装入砂桶中，称量并记录砂桶的总重力mg ，小车及砂子的总重力M ，此实验可保证M ＋m 为定值，即可认为系统所受合外力为mg 。
注意：实验原理的改进需要理解误差产生的原因，利用所学规律去拓展、研究。
例题1用如图所示的实验装置可以探究加速度与力、质量的关系，小车上固定一个盒子（图中未画出），盒子内盛有砂子，小车的总质量（包括车、盒子及盒内砂子）记为M ，砂桶的总质量（包括桶以及桶内砂子）记为m 。
（1）验证“在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比”。
从盒子中取出一些砂子，装入砂桶中，称量并记录砂桶的总重力mg ，将该力视为合外力F ，对应的加速度a ，则从打点纸带中计算得到。
多次改变合外力F 的大小，每次都会得到一个相应的加速度。
以合外力F 为横轴、加速度a 为纵轴画出a -F 图象，图象是一条过原点的直线。
①a -F 图象斜率的物理意义是________________________________________。
②你认为把砂桶的总重力mg 当作合外力F 是否合理？答：________（填“合理”或“不合理”）。
实验探究加速度与力质量的关系实验报告高一上学期物理人教版
探究：加速度与力、质量的关系___________、学生电源实验步骤：一、测质量：1.用天平测量出小车和砝码的总质量M，钩码的质量m，记录测量结果二、仪器安装与平衡摩擦力：1.按照如下图将实验仪器安装好；2.平衡摩擦力：在__________钩码的前提下，垫高长木板平衡摩擦力；反复调节倾斜角度，知道小车拖着纸带在斜面上能做_______________（运动）时，刚好平衡摩擦力。
三、保持小车质量M不变，研究a与F的关系：1.把细绳系在小车上并且绕过定滑轮悬挂钩码，先__________后释放___________，打点计时器在纸带上打下一系列点；2.保持小车总质量不变，改变钩码个数并依次记录钩码总质量m，重复实验操作共4次；四、保持钩码质量不变，研究a与m的关系1.保持钩码个数不变，改变小车上的砝码个数，并且测量记录小车的总质量，重复同上实验操作,共改变4次小车质量；数据处理：2.F一定时，a与m的关系——F=__________实验次数砝码个数/n 小车总质量/kg 加速度/（m/s2) 1234注意事项：1.平衡摩擦力，注意不要平衡摩擦力过度，也不能平衡摩擦力不足；改变小车质量时，________重新平衡摩擦力；2.因绳子拉力并不等于钩码重力，为减小误差应满足钩码质量__________小车质量；3.改变拉力与小车质量后，每次开始实验时小车都应尽量________打点计时器，并且接通电源，先___________后_________误差分析：1.质量的测量会存在误差；2.平衡摩擦力会造成误差3.实验原理的不完善造成误差，小车所受拉力不等于钩码重力，而是_______钩码重力。
且钩码与小车质量差越______，误差越小。
高一物理基础知识点总结归纳
高一物理基础知识点总结归纳一、力、质量与加速度的关系在物理学中，力是物体运动和状态改变所必须具备的物理量。
根据牛顿第二定律，力的大小可以通过质量和加速度之间的关系进行计算。
牛顿第二定律的数学表达式为F = ma，其中F代表力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。
这个公式表明，力和质量的乘积决定了物体的加速度。
二、运动的三大定律1. 牛顿第一定律，也称为惯性定律，它表明物体会保持匀速直线运动或静止状态，除非受到外力的作用。
即物体在没有外力作用下会保持现有的状态。
2. 牛顿第二定律，已在上一节中介绍过。
它指出力和质量的乘积等于物体的加速度。
3. 牛顿第三定律，也称为作用-反作用定律，它表明对于每一个作用力，必然会有一个大小相等、方向相反的反作用力。
换句话说，相互作用的两个物体之间力的大小相等、方向相反。
三、重力和万有引力定律重力是地球对物体施加的吸引力，它的大小与物体的质量有关。
根据万有引力定律，任何两个物体之间都有一个引力，这个引力的大小与两个物体的质量成正比，与它们的距离的平方成反比。
万有引力定律可以表示为F = G * (m1 * m2) / r^2，其中F表示引力的大小，G表示引力常数，m1和m2分别表示两个物体的质量，r表示它们之间的距离。
四、动能和势能动能和势能是物体运动中常用的两个概念。
1. 动能是指物体由于运动而具有的能量。
它的大小与物体的质量和速度的平方成正比，可以表示为KE = 1/2 * m * v^2，其中KE 表示动能，m表示物体的质量，v表示物体的速度。
2. 势能是物体在力的作用下具有的能量。
根据重力场中的势能，它的大小与物体的质量、高度和重力加速度成正比，可以表示为PE = m * g * h，其中PE表示势能，m表示物体的质量，g表示重力加速度，h表示物体的高度。
五、电和电路1. 电荷是物体中所带的基本电性质。
电荷分为正电荷和负电荷，它们之间相互吸引，相同电荷之间相互排斥。
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４.２实验：探究加速度与力、质量的关系
［教学目标］
一、知识目标：
理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关
二、能力目标：
指导学生知道用控制变量法进行实验
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．2．通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神．
3．培养学生合作的团队精神．
［教学重点］
1．控制变量法的使用．
2．如何提出实验方案并使实验方案合理可行．
3．实验数据的分析与处理．
［教学难点］
1．如何提出实验方案并使实验方案合理可行．
2．实验数据的分析与处理
［课时安排］
2课时
［教学过程］
一、导入新课
利用多媒体投影图4—2—1；
分组定性讨论
组I：物体质量一定，力不同，物体加速度有什么不同?
组2：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?
师：请组1的代表回答一下你们讨论的结果．
组1生：当物体质量一定时，物体的加速度应该随着力的增大而增大．
师：请组2的代表回答你们组讨论的结果。
组2生：当力大小相同时，物体质量越大，运动状态越难以改变，所以质量越大，加速度越小．
师：物体运动状态改变快慢取决于哪些因素?定性关系如何?
生l：应该与物体的质量和物体所受的力有关系．力越大，加速度越大；质量越大，加速度越小．
生2：这里指的力应该是物体所受的合力，以上图为例，物体所受的重力和支持力相等，不参与加速度的提供．
师：刚才进行多媒体演示时一次是固定力不变，一次是固定质量不变，这样做有什么好处呢?
生：方便我们的研究．
师：这是研究多个变量之间关系的非常好的方法，我们把它称作控制变量法．我们以前在什么地方学到过这种方法?
生1：在初中我们在探究物体的密度与质量、体积之间的关系时。
生2：在研究电流与电压、电阻的关系时．
师：好，我们这节课就用这种方法进行探究加速度和力、质量之间的关系．
二、新课教学：
（一）加速度与力的关系
师：设计一个实验，保持物体的质量不变，测量物体在各个不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系．大家分组讨论并且每组设计一个实验方案，并说明实验的原理．
分组讨论
组l生1：我们是根据课本上的参考案例设计实验的(在投影仪上展示实验装置如图4—2—2)．
组1生2：我们设计实验的实验原理如下：因为两个小车的初速度都为零，拉力大小不同，但对每个小车来说保持不变，所以小车应该做匀加速直线运动．根据初速度为零的匀加速直线运动的位移公式x=at2/2可知，加速度和位移成正比，只要测量位移就可以得到加速度
与受力之间的关系，力的大小可以根据盘中的砝码求出来．师：下面请组2的代表发言．
组2生1：我们设计的方法和组1的差不多，我们是用了一辆小车，小车后面连接一条纸带，用打点计时器记录小车的运动情况，根据所打的点计算小车的加速度，然后再看所受的力和加速度的关系．组2生2：为了消除摩擦力的影响，我们在木板下面垫了一个小木块，当小车没有拉力时让它在木板上匀速运动．
师：这个同学的想法很好，这样小车受到的绳子的拉力就等于小车受到的合力，下面请组3的同学代表发言．
组3生1：前面两组的同学设计实验时都是物体的初速度为零，我们可以利用气垫导轨设计一个更为一般的方法，让导轨倾斜不同的角度，滑块所受的力就是重力的分力，让滑块滑过轨道中间的两个光电门，记录经过光电门的速度和两个光电门的距离，根据公式x=(v2－v02)/2a可以求出加速度的大小，从而可以得到加速度和力的关系．师：好的，在进行实验之前还应该先设计自己的实验表格来记录一下自己的实验数据．那么你是怎样设计表格使你的实验数据得以记录的呢?
生1：水平面长木板与小车，车后用绳控制小车运动，两车质量相同．表格设计如下：
参考表格
生2：用一辆小车，测量加速度
师：好，现在大家就根据自己设计的方案进行实验，
把数据填人
设计的表格内．
学生进行实验，老师巡回指导，帮助实力较弱的小组完成实验
师：现在请各小组简要进行一下实验报告．
组1生1：我们根据课本上的参考案例进行了实验，因为已知小车的加速度和位移成正比，通过验证位移和受力之间的关系，即可得出加速度和受力的关系．
师：实验数据是怎样进行处理的呢?
组1生2：我用的是位移和对应力的比值．
组1生3：通过我们的讨论，我们发现用作图的方法能更好地表示位移(即加速度)和力的关系．关系图表如图4—2—3所示；可得在研究物体质量不变的情况下，物体的加速度与物体所受的外力成正
比．
组2生：我们通过处理小车后面的纸带，计算出小车的加速度，通过作图验证了小车的加速度和物体所受的合力成正比．组3生：我们用气垫导轨作出的加速度和所受力的关系图象，实验结论是图象非常接近一条过原点的直线．
师：大家做得都非常好，那么你们在实验中遇到的困难是什么呢?能不能想出办法来克服?
组1生：当拉小车的砝码的质量较大时，绳子容易打滑，从而影响了位移的测量．我们用松香涂抹在绳子上，效果不错．
组2生：我们在做实验时发现了这样一个问题，即当砝码的质量和小车的质量差不多时，a—F图象不能再是一条直线，而是发生了弯曲．
师：这组同学的问题非常好，实际上砝码和盘的重力并不严格等于小车受到的拉力，简单证明如下：设砝码及盘的质量为m，小车的质量为M，则分别对它们进行受力分析，对小车，受拉力和摩擦力，对砝码和盘，受重力和拉力，那么它们之间的关系是什么呢?如果相等，根据物体受合力为零则物体做匀速运动，而实际上砝码及盘实际的运动应该是做加速运动，所以说重力和拉力并不相等，而是应该重力大于拉力，而我们在实验中认为二者相等，所以实验的误差有一部分来源于此．控制的方法就是尽可能地使砝码和盘的质量远小于小车及砝码的质量，具体的分析方法我们将在下一节学到．
组3生：虽然用气垫导轨做实验结果比较精确，但实验数据处理比较复杂．
师：我们可以用计算机进行数据处理，使数据处理变得简单化，大家在课下讨论一下看如何用数据处理软件处理实验中得到的数据．师：以上我们是通过控制物体的质量不变来探究物体的加速度与物体所受力之间的关系，下面同学们继续做实验，通过控制物体所受的力不变来探究物体的加速度和质量的关系．
三、小结
本节我们学习了：
1．力是物体产生加速度的原因
2．用控制变量法探究物体的加速度与合外力的关系；设计实验的方法
3．物体的质量一定时，合外力越大，物体的加速度也越大；
四、作业
1．完成实验报告．
2．设计一种方案，测量自行车启动时的平均加速度。