4.2 探究加速度与力、质量的关系

高一物理【4.2实验：加速度与力、质量的关系】导学案【学习目标】

1．能独立设计探究加速度、质量、力三者关系的探究方案。

2．会测量加速度、力、质量；并能作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图象；能根据图象写出加速度与力、质量的关系式。

3．体会探究过程中所用的科学方法——控制变量法；学习科学家的严谨态度。

【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.

预习案

【知识梳理】

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）控制变量法：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，分析加速度与力的关系；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，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的方法叫控制变量法。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．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.

4．“在影响加速度的因素”的探究中发现（

）

A ．同一物体运动的速度越大，受到的合力越大

B ．同一物体运动的速度变化越大，受到的合力越大

C ．同一物体运动速度变化率越小，受到的合力越小

D ．同一物体运动速度变化越快，受到的合力越大

5．为了研究加速度跟力和质量的关系，应该采用的研究实验方法是（

）

A ．控制变量法

B ．假设法

C ．理想实验法

D ．图象法

6．一个由静止状态开始做匀变速直线运动的物体，可以由刻度尺测出__________和秒表测出_______，由公式___________计算物体的加速度。

探究案

7、通过阅读课本，如何探究a 与F 的关系？请提供一个方案？（小组讨论后回答）

8、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？

9、通过实验探究，a 与F 是什么关系？

10、通过阅读课本，如何探究a 与m 的关系？ 能不能提供一种你认为操作性强的实验方案？（小组讨论后回答）

8、在研究加速度与质量的关系时，为什么要描绘a －

m

1

图象，而不是a －m 图象？

10、通过实验探究，a与m是什么关系？

13、实验操作前需要___________，此时___________（填“挂”或“不挂”）托盘和砝码，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___________（填“不需要”或“需要”）重新平衡摩擦力.

14、作图象时，如果图像是直线，要使尽可能多的点分布在___________，不在直线上的点应尽可能均匀地分布在___________.离直线较远点是错误数据，可舍去不予考虑.

15、在误差允许的范围内该实验得出的结论是什么（文字叙述）？数学表达式呢？

【课堂练习】

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.

（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_________.

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：

图象.

（1）根据表中所列数据，画出a－

m

（2）由a －

m

1

关系可知，当F 一定时，a 与M 成__________关系. 3：如图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.

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__________________________. 拓展：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____________.

【学后反思】

。

【课后练习】 基础过关

1.观察物体的运动，我们发现加速度、物体所受合力和物体质量三者的关系可能是（ ）

A.物体质量一定时，所受合力越大，其加速度越大

B.物体质量一定时，所受合力越大，其加速度越小

C.物体所受合力一定时，它的质量越大，其加速度越大

D.物体所受合力一定时，它的质量越大，其加速度越小

2.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，就可以得出加速度、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

3.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法中正确的是（ ） A.为了减小实验误差，悬挂物的质量应远小于车和砝码的质量

B.为减小小车、纸带受到摩擦力对实验的影响，需要把小车运动平面起始端抬高

C.实验结果采用描点法画图象，是为了减小误差

D.实验结果采用a －

m

1

坐标作图，是为了便于根据图象直观地作出判断 4.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.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

C.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

D.实验时，先放开小车，后接通电源 5.如果a －

m

1

图象是通过原点的一条直线，则说明（ ） A.物体的加速度a 与质量m 成正比

B.物体的加速度a 与质量m 成反比