加速度-速度-力关系论文
对探究加速度与力、质量的关系中两个图像的讨论
对探究加速度与力、质量的关系中两个图像的讨论人教版必修一《实验：探究加速度与力、质量的关系》这一节涉及加速度、合外力和质量三个物理量，应使用控制变量法研究。
探究加速度与合外力的关系时，保持物体的质量不变；探究加速度与质量的关系时，保持物体所受的合外力不变。
为了直观地研究这两个关系，可以运用图像法。
加速度与力成正比例关系，作出的图像是过原点的一条直线。
加速度与质量成反比例关系，作出的图像是双曲线的一支，双曲线是不好辨识的。
因而作加速度与质量倒数的关系图像，将反比例关系转换为正比例关系。
一种常见的实验方案如图1所示。
这种实验方案存在系统误差，两个图像都会出现偏离直线的现象。
这两个图像是重要的考点，很多题目中都出现相关问题。
学生对两个图像的理解也有一定困难。
下面对这两个图像分别进行讨论。
一、加速度与力的图像研究对象是小车，小车的加速度通过打点计时器所打的纸带求出，小车所受的力为细线的拉力。
摩擦阻力对这个实验有影响，应该将长木板安装打点计时器的一端垫高成为斜面，利用重力沿着斜面的分力将摩擦阻力平衡掉。
如果摩擦阻力被完全平衡掉了，小车所受的合力就等于细线的拉力。
细线中的拉力是无法测量的，所以实验操作时把所悬挂钩码的重力当做小车所受的合力。
而小车在做加速运动时，钩码的重力并不等于细线的拉力。
假设不考虑摩擦阻力，对小车和钩码分别受力分析，应用牛顿第二定律得：根据②式可得F小车所受拉力F是小于钩码的重力mg的，只有m？垲M时，才可以认为F≈mg。
把①式中的mg换成合外力F，得到，作加速度a与合外力F的关系图像时，斜率k=，因为通过不断添加钩码改变细线中的拉力和小车的加速度，钩码的质量m不断增大，斜率k就会不断减小，作出的图像就会向下弯曲，如图2所示。
刚开始实验时，所挂钩码的质量比较小，满足m？垲M，斜率的变化不明显，图线基本是一条直线。
后来钩码挂得多了，钩码的质量偏大了就不满足m？垲M这个条件了，斜率的变化就比较明显了，图线就出现了一定的弯曲。
实验：探究加速度与力、质量的关系-实验室版
托盘（小桶）+砝码的总质量m必须远小于小车+砝码的总质量M 即：m《 M
数据处理：
1.小车的质量M不变时实验数据的记录处理： 实验数据 实验次数 第一次 第二次 第三次Fra bibliotek0 a/m·s-2
a
F
F/N
（桶+砝码质量m）实验数据记录处理 实验数据 实验次数 第一次 a M 1/M a/m.s-2
实验：探究加速度与力、质量的关系
实验目的：
探究加速度与合力F,质量M的关系
实验器材：天平、打点计时器、刻度尺等
实验原理：
1、控制m相同，探讨加速度a与F的关系
2、控制F相同，探讨加速度a与m的关系
注意事项：
平衡摩擦力：不挂小盘和钩码，将木板的一端稍作垫
高，逐渐调节木板的倾角，直到使小车拖着纸带 匀速下滑（纸带上打下的点间距相等）
第二次 第三次
0
1/M
实验结论：
物体的力与速度关系
物体的力与速度关系力与速度是物体运动中的两个重要因素，它们之间存在着密切的关联。
本文将从力对速度产生的影响以及速度对力的作用进行论述，以揭示物体的力与速度之间的关系。
1. 力对速度的影响力是物体产生加速度的原因，它对物体的速度产生直接的影响。
根据牛顿第二定律 F = ma，力的大小与物体的质量和加速度成正比。
当给定质量常数时，力的增加会导致加速度增加，进而使物体的速度增大。
可以通过以下实例来加深理解：假设有一个质量为1千克的运动物体，在一个均匀的力作用下，分别施加2牛的力和4牛的力。
根据 F = ma，2牛力所产生的加速度为2 m/s²，而4牛力所产生的加速度为4 m/s²。
根据速度与加速度的关系 v = at，可以算出在1秒后，物体分别具有2 m/s和4 m/s的速度。
由此可见，力的大小直接决定了物体的加速度和速度。
2. 速度对力的作用速度除了受力的影响外，也会对力的产生和作用产生影响。
根据牛顿第一定律，物体在静止状态下会保持静止，而在匀速直线运动状态下会继续匀速直线运动。
因此，物体具有一定速度时，需要施加力才能改变其速度状态。
具体来说，速度会对力的大小和方向产生影响：- 速度对力的大小的影响：根据牛顿第一定律，需要施加的力与物体的质量和速度变化率成正比。
根据 F = ma，可知质量不变情况下，速度越大，为维持相同的加速度变化率，所需的力就越大。
- 速度对力的方向的影响：速度的方向与物体的运动方向一致或相反会产生不同的力效果。
当速度方向与运动方向一致时，施加的力可以加速物体的运动；当速度方向与运动方向相反时，施加的力可以减速物体的运动。
这一点在动能转化和碰撞过程中尤为重要。
综上所述，物体的力与速度之间具有密切的关系。
力对速度的影响和速度对力的作用共同决定着物体的运动状态。
在实际应用中，准确理解物体的力与速度关系对于运动学和力学等领域的研究至关重要。
实验报告范文探究加速度与力质量关系
实验报告范文探究加速度与力质量关系实验探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律．2．探究加速度与物体质量、物体受力的关系．3．掌握灵活运用图象处理问题的方法．实验原理探究加速度a与力F、质量M的关系时，应用的基本方法是__________，即先控制一个参量——小车的质量M不变，讨论加速度a与力F的关系；再控制小盘和砝码的质量不变，即力F不变，改变小车质量M，讨论加速度a与质量M的关系．实验器材打点计时器、复写纸片和纸带、一端有定滑轮的长木板、小车、小盘、______电源、______、砝码、________、导线．实验步骤一、测质量1．用天平测出小车和砝码的总质量M，小盘和砝码的总质量m，把测量结果记录下来．二、仪器安装及平衡摩擦力2．按图1把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在车上，即不给小车加牵引力．图13．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一块木板．反复移动木板的位置，直至小车拖着纸带在斜面上运动时可以保持__________运动状态．这时，小车受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力__________的分力平衡．三、保持小车的质量不变，研究a与F的关系4．把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘，先__________再____________，打点计时器在纸带上打下一系列的点，打完点后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码．5．保持小车和砝码的质量不变，在小盘里放入适量的砝码，把小盘和砝码的总质量m′记录下来，重复步骤4.在小盘内再放入适量砝码，记录下小盘和砝码的总质量m″，再重复步骤4，重复三次，得到三条纸带．6．在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，测量计数点间的距离，算出每条纸带上的加速度的值，并记录在表格(一)内．表(一)实验次数加速度a/(m·－2)小车受力F/N234四、保持小盘和砝码的质量不变，研究a与M的关系7．保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带．计算砝码和小车的总质量M，并由纸带计算出小车对应的加速度．改变小车上砝码的个数，重复步骤7，并将所对应的质量和加速度填入表(二)中．表(二)实验次数加速度a/(m·－2)小车和砝码的总质量M/kg小车和砝码总质量M1123数据处理1．需要计算各种情况下所对应的小车加速度，可使用“研究匀变速直线运动”的方法：先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据公式a＝Δ某T2计算加速度．图22．(1)根据表(一)，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，作用力的大小F等于小盘和砝码的总重力，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，如果这些点是在一条过原点的直线上，便证明了加速度a与作用力F成正比．如图2所示．(2)根据表(二)．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和砝码的质量M，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，发现这些点落在一条类似反比函数的曲线上．我们猜想，a与M可能成反比．为了检验猜想的正确性，再用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和砝码总质量的倒数，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点．如果这些点落在一条过原点的直线上，就证明了加速度与质量成反比．(如图3所示)图3结论：注意事项1．一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受到的摩擦阻力．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．2．实验步骤2、3不需要重复，即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．3．每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出．只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力．4．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，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．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．小盘和砝码的总质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，误差就越小．3．平衡摩擦力不准确造成误差：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各点的距离相等．情节一点也不突兀。
物理课题研究范文5篇
物理课题研究范文5篇物理课题研究范文1：课题名称：探究加速度与力、质量的关系一、研究背景与意义在物理学中，加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量。
通过探究加速度与力、质量的关系，可以深入理解牛顿第二定律的基本原理，并为实际工程应用提供理论支持。
二、研究内容与方法1.实验设计：设计实验装置，通过改变施加在物体上的力，以及测量物体的质量，来探究加速度与力、质量的关系。
2.数据采集：使用打点计时器和光电门等设备，准确测量物体的加速度，并记录力与质量的数值。
3.数据分析：将实验数据进行分析，探究加速度与力、质量之间的定量关系。
4.误差分析：对实验中的误差来源进行分析，如摩擦力、空气阻力等，以提高实验的精度。
三、预期结果与价值通过本课题的研究，预期能够得出加速度与力、质量之间的准确关系，验证牛顿第二定律的正确性。
同时，为实际工程中优化运动系统的性能提供理论支持。
四、研究计划与时间表1.第一阶段（1-2个月）：完成实验装置的设计与制作。
2.第二阶段（3-4个月）：进行实验并采集数据。
3.第三阶段（5-6个月）：数据分析与误差分析。
4.第四阶段（7-8个月）：撰写研究报告及论文。
以上内容仅供参考，具体研究计划可根据实际情况进行调整。
若您想要探索更多内容，随时可以继续输入。
五、实验过程与数据记录实验过程：1.将实验装置置于稳定的桌面上，调整实验器材，确保测量准确。
2.选取合适的滑块，将其置于导轨上，并使用天平测量其质量。
3.启动实验装置，使滑块在导轨上做初速度为0的匀加速直线运动。
4.使用打点计时器和光电门等设备，测量滑块的加速度。
5.改变施加在滑块上的力，重复实验多次，以获取多组数据。
数据记录：六、实验结果与讨论根据实验数据，我们可以得出以下结论：1.在力保持不变的情况下，物体的质量越大，加速度越小。
这符合牛顿第二定律，即F=ma，力相同的情况下，质量越大，加速度越小。
2.在质量保持不变的情况下，施加的力越大，加速度越大。
(完整版)探究加速度与力、质量的关系_实验报告
实验：探究加速度与力、质量的关系[实验目的]通过实验探究物体的加速度与它所受的合力、质量的定量关系[实验原理]1、控制变量法：⑴保持m一定时，改变物体受力Ｆ测出加速度ａ，用图像法研究ａ与Ｆ关系⑵保持Ｆ一定时，改变物体质量m测出加速度ａ，用图像法研究ａ与m关系2、物理量的测量：（1）小车质量的测量：天平（2）合外力的测量：小车受四个力，重力、支持力、摩擦力、绳子的拉力。
重力和支持力相互抵消，物体的合外力就等于绳子的拉力减去摩擦力。
小车所受的合外力不是钩码的重力。
为使合外力等于钩码的重力，必须：①平衡摩擦力：平衡摩擦力时不要挂小桶，应连着纸带且通过打点记时器的限位孔，．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．将长木板倾斜一定角度，此时物体在斜面上受到的合外力为0。
做实验时肯定无法这么准确，我们只要把木板倾斜到物体在斜面上大致能够匀速下滑（可以根据纸带上的点来判断），这就说明此时物体合外力为0，摩擦力被重力的沿斜面向下的分力（下滑力）给抵消了。
由于小车的重力G、支持力N、摩擦力f相互抵消，那小车实验中受到的合外力就是绳子的拉力了。
点拨：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，都不需要重新平衡摩擦力.②绳子的拉力不等于沙和小桶的重力：砂和小桶的总质量远小于小车的总质量．．．．．．．绳子的拉．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．时，可近似认为力等于．．．．．．．．推导：实际上m/g=(m+ m/)a,F=ma,得F=m m/g/(m+ m/);理论上F= m/g，只有当m/＜．．．沙和小桶的重力。
＜m时，才能认为绳子的拉力不等于沙和小桶的重力。
点拨：平衡摩擦力后，每次实验必须在满足小车和所加砝码的总质量远大于砝码和托盘的总质量的条件下进行.只有如此，砝码和托盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等.在画图像时，随着勾码重量的增加或者小车质量的倒数增加时，实际描绘的图线与理论图线不重合，会向下弯折。
速度和力的公式
速度和力的公式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：速度和力是物理学中最基本的概念之一，也是我们生活中经常需要用到的概念。
速度和力之间存在着密切的关系，它们是描述物体运动和相互作用的重要参量。
在物理学中，速度通常用V表示，力通常用F表示。
本文将介绍速度和力的公式以及它们之间的关系。
我们来看一下速度和力的公式。
速度的计算公式为：v = Δx / Δtv代表速度，Δx代表位移的变化量，Δt代表时间的变化量。
速度是描述物体在单位时间内所运动的距离，是一个矢量量，有方向和大小。
力的计算公式为：F = m * aF代表力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。
力是描述物体受到的外部作用所产生的效果，是一个矢量量，有方向和大小。
速度和力之间的关系可以通过牛顿第二定律来描述，牛顿第二定律表明，物体受到的力等于物体的质量乘以加速度。
这个定律可以表示为：根据这个公式，我们可以看出，力和加速度呈正比关系，而加速度和速度也呈正比关系。
这就说明了，如果一个物体受到了更大的力的作用，那么它的加速度也会更大，从而速度也会更快。
除了这个基本的公式之外，还有一些其他关于速度和力的重要公式，比如动量定理和功率公式。
动量定理表示，一个物体的动量等于物体的质量乘以速度，可以表示为：根据动量定理，我们可以得出，一个物体的动量是它的质量和速度的乘积，所以如果一个物体的质量和速度都很大，那么它的动量也会很大。
功率公式表示，功率等于力乘以速度，可以表示为：第二篇示例：速度和力都是物理学中非常重要的概念，它们在描述物体的运动和相互作用时起着至关重要的作用。
速度是描述物体运动快慢的物理量，常用符号为v，单位为米每秒(m/s)；而力则是描述物体受到的作用力大小的物理量，常用符号为F，单位为牛顿(N)。
在物理学中，速度和力之间有着密切的关系，可以通过一些公式来描述它们之间的联系。
我们来看速度和加速度之间的关系。
加速度是描述物体在单位时间内速度变化率的物理量，常用符号为a，单位为米每秒平方(m/s²)。
力与加速度的关系
力与加速度的关系力与加速度是物理学中的重要概念，它们之间存在密切的关联。
在本文中，我们将探讨力与加速度的关系，并介绍它们对物体运动的影响。
一、力的定义与性质力是物体间相互作用的结果，是改变物体运动状态的原因。
力可以通过以下公式来定义：F = ma，其中F表示力的大小，m表示物体的质量，a表示物体所受的加速度。
根据牛顿第二定律，物体所受的加速度正比于作用在它上面的力，反比于物体的质量。
因此，力的大小与加速度成正比。
二、加速度的定义与计算加速度是物体在单位时间内速度变化的大小。
它可以通过以下公式来计算：a = (v - u) / t，其中a表示加速度，v表示物体的最终速度，u 表示物体的初速度，t表示时间间隔。
从这个公式可以看出，加速度与速度的变化量和时间成正比。
三、力对加速度的影响根据第一节中的力的定义，我们知道力与加速度成正比。
当力的大小增加时，物体所受的加速度也会增加；反之，当力的大小减小时，物体所受的加速度也会减小。
这是因为力是加速度的原因，力的大小与加速度成正比关系。
四、质量对加速度的影响质量是物体所具有的惯性大小，与物体对于力的反应有关。
根据牛顿第二定律，物体所受的加速度与质量成反比。
当物体的质量增加时，所施加的力相同情况下，物体所受的加速度减小；反之，当物体的质量减小时，所施加的力相同情况下，物体所受的加速度增加。
五、力和加速度的实际应用力和加速度的关系在各个领域都有实际应用。
例如，在物理学和工程学中，我们可以通过控制力的大小来调节物体的加速度，以实现所需的运动效果。
在运动训练中，力的大小可以通过增加或减小负重来调节运动员的训练强度和加速度。
六、结论通过以上的讨论，我们可以得出结论：力与加速度之间存在密切的关系。
力的大小与加速度成正比，而与物体的质量成反比。
在实际应用中，我们可以通过控制力的大小来调节物体的加速度，以满足特定的需求。
总结起来，力与加速度的关系可以用下面的公式来表示：F ∝ a，F ∝ 1/m。
第三章 实验四 探究加速度与力、质量的关系-2025高三总复习 物理(新高考)
实验四探究加速度与力、质量的关系一、实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律。
2．探究加速度与力、质量的关系。
3．掌握运用图像法处理问题的方法。
二、实验原理、器材1．控制变量法探究加速度与力、质量的关系(1)保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系。
(2)保持合外力不变，探究加速度与质量的关系。
(3)作出a-F图像和a-1M图像，确定a与F、M的关系。
2．装置图与器材(1)装置图(2)器材：小车、槽码、细绳、一端带有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、学生电源、导线、纸带、天平、刻度尺、坐标纸。
三、实验步骤与操作1．测质量：用天平测出小车的质量M和槽码的质量m。
2．安装：按装置图把实验器材安装好，先不要把悬挂槽码的细绳系在小车上。
3．平衡摩擦力：在长木板没有滑轮的一端下面垫一木块，移动木块的位置，直至小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。
4．操作(1)槽码通过细绳绕过定滑轮系在小车上，先接通电源后放开小车，取下纸带并编号。
(2)保持小车的质量M不变，改变槽码的质量m。
(3)保持槽码的质量m不变，改变小车的质量M。
(4)重复进行多次实验。
5．求加速度a：在每条纸带上选取一段比较理想的部分，求加速度a。
四、实验数据处理与误差分析1．探究加速度与力的关系(1)根据多组(a ，F )数据作出a -F 图像，如图甲所示。
若图像是一条过原点的直线，可判断a ∝F 。
(2)误差分析：如图乙所示。
①图像解析式为a ＝1m ＋M·F 。
可见连接数据点和坐标系原点的直线斜率为1m ＋M。
若M 为定值，则随着m 的增大，此斜率会减小，当m 不再远小于M 时，图像向下弯曲。
②F ＝mg ＝0时，小车具有非零的加速度a ，这说明平衡摩擦力过度。
③当F ＝mg 增大到某值时，小车才具有非零的加速度a ，这说明平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦力。
2．探究加速度与质量的关系(1)根据多组(a ，M )数据作出a -M 和a -1M 图像，如图丙所示。
“探究加速度与力、质量的关系”实验中应注意的几个问题
“探究加速度与力、质量的关系”实验中应注意的几个问题摘要：“探究加速度与力和质量的关系”的实验中要解决绳子的拉力与小车的合力问题；砝码盘和砝码的总重力与绳子的拉力问题；通过图像来得出加速度a与F和M的关系等问题才能更好地完成这个实验。
关键词：平衡摩擦力；托盘和砝码质量m与小车和砝码质量M；图像中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）7-0058-2高中新课标物理课本把“验证牛顿第二定律”实验变成“探究加速度与力和质量的关系”的探究实验，在实验中要用控制变量法的实验思想，还要注意一些实验条件才能达到实验的目的。
比如，绳子的拉力与小车的合力问题；砝码盘和砝码的总重力与绳子的拉力问题；怎样通过图像来得出加速度a与F和M的关系。
实验装置如图1所示。
图1 实验装置本文重点就三个方面的问题来谈谈实验条件对实验结果的影响。
1 平衡摩擦力方面的问题1.1 为什么要平衡摩擦力因为在实验中要用托盘和砝码的重力来代替绳中的拉力，即小车的合力，故就要同时满足平衡摩擦力和小车质量远大于托盘和砝码质量的双重条件。
1.2 怎样平衡摩擦力实验中用“垫板法”平衡摩擦力，让摩擦力和小车所受重力沿斜面方向的分力相等，具体操作是调匀速时，先进行目测，最后应打一条纸带观察，看是否调到匀速了。
1.3 平衡摩擦力时需要注意的事项①要求拉车的细线平行于木板。
②平衡摩擦力时不能挂托盘和钩码。
③改变小车质量和绳子拉力时均不需要再重新平衡摩擦力。
④如果平衡摩擦力做得恰好，则图像通过坐标原点（如图2中的甲）；如果平衡过度，则直线上移（如图2中乙）；如果平衡不足，则直线下移（如图2中的丙）。
图2 a-F图像2 托盘和砝码质量m与小车和砝码质量M的关系问题2.1 实验中要求小车的质量远大于托盘和砝码质量实验中将木板倾斜，平衡摩擦力后，分别隔离小车和托盘与砝码为研究对象，进行受力分析。
设小车质量为M，托盘和砝码质量为m，小车、托盘和砝码下落的加速度大小相同，设加速度大小为a。
受力与加速度的关系
受力与加速度的关系在物理学中，力是导致物体产生运动或者改变其运动状态的原因。
而加速度则代表了物体运动状态的变化速率。
因此，受力与加速度之间存在着密切的关系。
本文将探讨受力与加速度之间的关系，并通过实例和公式进行具体说明。
1. 牛顿第二定律牛顿第二定律是描述受力与加速度之间关系的一个基本定律。
牛顿第二定律的数学表达式如下：F = m * a其中，F代表受力的大小，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。
根据这个公式，我们可以看出，受力与加速度之间成正比关系，且与物体的质量成反比关系。
2. 受力的方向与加速度的方向除了受力的大小，受力的方向也会对物体的加速度产生影响。
当物体受到的合力与物体原有的运动方向相同时，物体的加速度将增大，即加速。
而当合力与原有运动方向相反时，物体的加速度则减小，即减速。
当受力为零时，物体将保持匀速直线运动。
3. 重力与加速度重力是一种普遍存在的力，它是地球或其他物体对物体吸引的力。
根据牛顿第二定律，物体受到的重力与其质量成正比关系，与物体的加速度成反比关系。
例如，一个质量为m的物体在重力下自由下落，其受力可以表示为：F = m * g其中，g代表重力加速度。
由于重力的方向与物体自由下落的方向相反，因此加速度可表示为：a = -g这意味着物体的加速度方向与重力方向相反，大小与重力加速度的大小相等。
4. 多个力的合成与加速度当物体受到多个力的作用时，我们可以将这些力进行合成，得到物体的合力。
根据牛顿第二定律，物体的加速度与合力成正比，与物体的质量成反比。
在平面上作用于一个物体的多个力可以使用向量相加的方式来求取合力。
通过将各个力的向量按照合适的比例相加，得到的合力向量即为物体所受合力的大小和方向。
根据合力的大小和方向，我们可以进一步计算物体的加速度。
5. 实例分析为了更好地理解受力与加速度的关系，考虑以下实例：一个小球以初速度v0沿水平方向滑动，遇到一段沿斜面倾角为θ的斜面。
忽略空气阻力的影响，我们可以得到以下结论：- 沿斜面方向的重力分力：mg * sin(θ)- 垂直斜面方向的重力分力：mg * cos(θ)由于小球在水平方向上没有受到其他水平力的作用，因此只有沿斜面方向上的重力分力在水平方向上产生加速度。
“探究加速度与力、质量的关系”实验的创新与改进
实验研究教学参考第50卷第5期2021年5月“探究加速度与力、质量的关系”实验的创新与改进李春雨(山东省邹平市第一中学山东滨州 256200)文章编号：1〇〇2-218X (2021)05-0058-03中图分类号：G 632.42 文献标识码：B“探究加速度与力、质量的关系”是一个探究性实 验，教材将其安排在牛顿第二定律之前。
经典力学是 在牛顿运动定律的基础上构建起来的，而牛顿第二定 律又是牛顿运动定律的核心。
本节实验采用控制变 量法和用图像法，这两种方法都是物理学中研究问题 的重要方法，对整个力学体系的构建起到了承上启下 的作用。
笔者在实验教学中发现，课本提供的参考案例， 以及不同学习资料中提供的实验方法，或多或少都存 在一些不足之处。
为此，笔者对这一实验方案进行了一些改进。
―、物理教材中实验原理的不足之处首先，对现行物理教材中探究此实验的方法进行 比较，并进行深人的分析与讨论。
以2004年人教社 出版的物理必修1教材中的方法为例。
1.教材做法参考案例1 两个相同的小车放在光滑水平板 上，前端各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂 一个小盘，盘中可放重物，如图1(教材中图4. 2-4)所 示。
小盘和重物所受的重力等于使小车做匀加速运动 的力，增减小盘中的重物就可以改变小车受到的合力。
两个小车后端各系一条细线，用一个物体（如黑 板擦）把两条细线同时按在桌子上，使小车静止，如图 2(教材中图4. 2-6)所示。
抬起黑板擦，两个小车同 时开始运动；按下黑板擦，两个小车同时停下来。
用 刻度尺测出两个小车通过的位移，位移之比就等于它 们的加速度之比。
为了改变小车的质量，可以在小车中增减重物。
运动方向,______1黑板擦1小车l |--「一■]小车2丨---iiii —图2参考案例2仍然用参考案例1中悬挂重物的方法为小车提供拉力。
与案例1不同的是，这里用打点计时器直接测量小车运动的加速度。
如图3(教材中 图4. 2-6)所示，小车放在木板上，后面固定一条纸 带，纸带穿过打点计时器；把木板的一侧垫高，以补偿 打点计时器对小车的阻力及其他阻力；调节木板的倾 斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速 运动。
基于问题引导 实施科学探究——以“实验探究加速度与力、质量的关系”为例
V〇1.50 No.5May.2021教•学参考教法学法基于问题引导实施科学探究<—以“实验:探究加速度与力、质量的关系”为例袁丁1刘安巍1王安民2(1.重庆第三十中学校重庆400014;2.渝中区教师进修学院重庆400015)文章编号：l〇〇2-218X(2021)05-0015-03 中图分类号：G632. 3 文献标识码：B 摘要：学生的科学探究能力是表征物理学科核心素养的关键能力。
怎样在实验教学中调动学生自主探究、合作学习是新时代素养导向下的教学要求。
以“问题导向”理念设计教学，在实验课中以“问题”为引擎驱动学生思维，引导学生主动参与学习，培养学生的科学探究能力。
关键词：问题导向；科学探究；实验教学―、以问题为导向的教学方法以问题为导向的教学方法（problem—basedlearning,I^BL)是基于现实世界的以学生为中心的教育方式，于1969年由美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创，目前已成为国际上较流行的一种教学方法[1]。
以问题为导向的教学方法与传统教学法有很大不同，该方法更加强调学生主动学习，而不是教师的讲授，教学活动中教师常常将学习任务与问题挂钩，引导学习者全身心地投入到问题之中，伴随着问题的解决学习也将真实发生。
同时，以问题为导向的教学法强调问题的真实性，常把学习者置于复杂的、有意义的真实问题情境中，通过学习者的自主探究和合作学习来解决问题，从而学习隐含在问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力。
问题导向的教学方法的基本要素包含：以问题为学习引擎；问题必须来源于学生可能遭遇的“真实事件”；侧重小组合作和自主学习；以学生为中心，学生必须担负起学习的责任；教师的角色是指导认知学习技巧的教练；学习完成后进行必要的自我评价和小组交流。
二、以问题为导向的教学思路在问题为导向的教学中，教师仿佛是一名“设计师”，需要根据教学目标拟定主题，以问题串联教学的各个环节，问题导向的教学设计思路如图1所示。
实验探究加速度、力与质量的关系
实验：探究加速度与力、质量的关系步骤一、用天平测出小车的质量，用天平测出小桶及沙子的总质量。
步骤二、按图安装实验器材。
步骤三、平衡摩擦力。
在长木板没有定滑轮的一端垫小木块，使之形成倾角较小的斜面，使滑动摩擦力与重力沿斜面向下的分力平衡。
轻推小车使小车近似做匀速直线运动。
步骤四、挂上沙桶，接通打点计时器的电源，放开小车，在纸带上打下一系列的点。
通过纸带算出加速度。
步骤五、保持小桶里沙子的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次。
作a－F的图像。
描点作图，若这些点在一条直线上，证明了加速度与力成正比。
步骤六、保持小桶和沙子质量m′不变，改变小车质量m，重复步骤4，作a－1/m 图象。
若图像为一直线，则证明加速度与质量成反比。
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，不管以后是改变托盘和砝码的质量，还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力.（2）平衡摩擦力后，每次实验必须在满足小车和所加砝码的总质量远大于砝码和托盘的总质量的条件下进行.只有如此，砝码和托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释放小车.（4）作图象时，要使尽可能多的点分布在所作直线上，不在直线上的点应尽可能均匀地分布在所作直线两侧.离直线较远点是错误数据，可舍去不予考虑.利用所测得的数据在a－F坐标上描点并连线，所连的直线应通过尽可能多的点，不在直线上的点应均匀分布在直线两则，这样所描的直线可能不过原点，如图4－2－1所示.图4－2－1图（a）是由于平衡摩擦力时斜面倾角太小，未完全平衡摩擦力所致；图（b）是由于平衡摩擦力时斜面倾角太大，平衡摩擦力过度所致.例1、某学生在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，测得小车的加速度a与拉力图4－2－6（2）图线在F轴上截距的物理意义是_________________________________________.例2、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____________.图4－2－7【学后反思】。
力、加速度、速度关系
3．加速度方向跟合外力方向相同，跟物体的速度变化方 向相同，但跟物体的速度方向无关。在直线运动中，加 速度方向跟速度方向可能相同，也可能相反，在曲线运 动中，加速度方向跟速度方向有一定夹角。 4．F合=ma中合外力与加速度有因果关系，加速度随合 外力成正比变化，合外力是“因”，加速度是“果”。 但二者在数学关系上有可逆性，合外力为零，加速度一 定为零，反之加速度为零，合外力也一定为零；可以由 合外力方向确定加速度方向，反之也可以由加速度方向 确定合外力方向。合外力为零，加速度为零，速度不一 定为零，只是速度无变化；速度为零，加速度或合外力 也不一定为零，加速度或合外力也不为零时，物体速度 一定变化。 5．F合=ma的适用范围是“宏观”、“低速”，讨论加 速度与速度的关系时，应统一在惯性参照系，一般选地 面或相对于地面静止不动的物体作为参照物。
a=恒量
V0=0时，物体作初速度为零的匀加速 直线运动 F合方向与v0方向相同时，物 体作匀加速直线运动 F合方向与v0方向相反时，物 v0 ≠0 体作匀减速直线运动
F合方向与v0方向不在一直线上 时，物体做曲线运动 平抛运动
F合≠恒量 a≠恒量
F合大小不变，与v始终垂直时，物 体作匀速圆周运动 单摆 F合=-kx时，物体作简谐振动 弹簧振子
F2 F1 F2
a
F1
v0 0
F2
v
F1
a
F1 F2
a m v
F1
vm
4. 如图，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接 触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中， 小球的速度、加速度、合外力的变化情况是怎样的？
F F g v F
x
mg
O
vm mg
Hale Waihona Puke xa g v mg mg
力与加速度的关系
力与加速度的关系力与加速度是物理学中两个重要的概念，它们之间存在着密切的关系。
在本文中，我们将深入探讨力与加速度之间的关系，并解释它们对物体运动的影响。
一、力的概念与表达力是指物体作用于其他物体时所产生的相互作用。
根据牛顿第三定律，任何一个物体对另一个物体施加力的同时，它也会受到来自后者的反作用力。
力的单位是牛顿（N），它可以通过以下公式计算：力 = 质量 ×加速度其中，质量单位是千克（kg），加速度单位是米每平方秒（m/s²）。
二、加速度的概念与定义加速度是指物体改变速度的程度。
当物体速度的方向、大小或两者同时发生变化时，就有加速度的存在。
加速度的单位也是米每平方秒（m/s²），它可以通过以下公式计算：加速度 = （末速度 - 初速度）/ 时间其中，末速度和初速度的单位都是米每秒（m/s），时间单位是秒（s）。
三、力和加速度的关系根据牛顿第二定律，物体的加速度与施加在它上面的力成正比，与物体质量成反比。
具体表达式为：加速度 = 力 / 质量这个式子表明，施加在物体上的力越大，物体的加速度就越大。
相反，物体的质量越大，加速度就越小。
这也符合我们日常观察到的现象，比如同样大小的力作用在一个小汽车和一辆货车上，小汽车将产生更大的加速度，因为它的质量较小。
四、力、加速度和运动的关系力和加速度之间的关系对物体的运动有着重要的影响。
根据牛顿第二定律，当一个物体受到外力作用时，它会产生加速度，从而改变速度。
物体的运动状态可以分为三种情况：1. 物体处于静止状态：当物体受到的合力为零时，它将保持静止状态。
即使有力作用在其上，只要合力为零，物体的加速度也为零，它将保持不动。
2. 物体处于匀速直线运动状态：当物体受到的合力不为零时，它将产生加速度并改变速度，但这个加速度会使物体保持在一个匀速直线运动状态。
3. 物体处于变速直线运动状态：当物体受到的合力不为零时，加速度的大小和方向都会改变物体的速度，使其呈现出变速直线运动状态。
探究加速度与力、质量的关系_实验报告
试验 【1 】：探讨加快度与力.质量的关系[试验目标]经由过程试验探讨物体的加快度与它所受的合力.质量的定量关系[试验道理]1.掌握变量法：⑴保持m 一准时,转变物体受力Ｆ测出加快度ａ,用图像法研讨ａ与Ｆ关系⑵保持Ｆ一准时,转变物体质量m 测出加快度ａ,用图像法研讨ａ与m 关系2.物理量的测量：（1）小车质量的测量：天平（2）合外力的测量：小车受四个力,重力.支撑力.摩擦力.绳索的拉力.重力和支撑力互相抵消,物体的合外力就等于绳索的拉力减去摩擦力.小车所受的合外力不是钩码的重力.为使合外力等于钩码的重力,必须：①均衡摩擦力：均衡摩擦力时不要挂小桶．．．．．．．．．．．,．应连着纸带且经由过程打点记时器的限位孔．．．．．．．．．．．．．．．．．．．,．将长木板竖直必定角度,此时物体在斜面上受到的合外力为0.做试验时确定无法这么精确,我们只要把木板竖直到物体在斜面上大致可以或许匀速下滑（可以依据纸带上的点来断定）,这就解释此时物体合外力为0,摩擦力被重力的沿斜面向下的分力（下滑力）给抵消了.因为小车的重力G.支撑力N.摩擦力f 互相抵消,那小车试验中受到的合外力就是绳索的拉力了. 点拨：全部试验均衡了摩擦力后,不管今后是转变托盘和砝码的质量,照样转变小车及砝码的质量,都不须要从新均衡摩擦力.②绳索的拉力不等于沙和小桶的重力：砂和小桶的总质量远小于小车的总质量．．．．．．．．．．．．．．．．．时．,．可近似认为．．．．．绳索的拉力．．．．．等于．．沙和小桶的重力．．．．．．．.．推导：现实上m /g=(m+m /)a,F=ma,得F=m m /g/(m+m /);理论上F=m /g,只有当m /＜＜m 时,才干认为绳索的拉力不等于沙和小桶的重力.点拨：均衡摩擦力后,每次试验必须在知足小车和所加砝码的总质量弘远于砝码和托盘的总质量的前提下进行.只有如斯,砝码和托盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等.在绘图像时,跟着勾码重量的增长或者小车质量的倒数增长时,现实描写的图线与理论图线不重合,会向下弯折.（3）加快度的测量：①若v 0 = 0 ,由x = v 0 t + a t 2 /2 得：a = 2 x / t 2 , 刻度尺测量x ,秒表测量t②依据纸带上打出的点来测量加快度,由逐差法求加快度.③可以只测量加快度的比值 a 1/a 2 = x 1/x 2,探讨a 1/a 2 = F 1/F 2,a 1/a 2 =m 2/m 1.[试验器材]一端附有滑轮的长木板.小车.细线和小桶.天平.砝码.钩码（或槽码）.打点计时器.学生电源.纸带.刻度尺[试验步调]⑴用天平测出小车和小桶的质量m 和m /把数值记载下来.⑵按下图试验装配把试验器材装配好,使长木板有滑轮的一端伸出桌面⑶在长木板不带定滑轮的一端下面垫一小木块,经由过程前后移动,来均衡小车的摩擦力⑷把细线系在小车上并跨过定滑轮,此时要调节．．．定滑轮的高度使细线与木板平行．．．．．．．．．．．．．．. ⑸将小车放于接近打点记时器处,在小桶内放上砝码(5g),接通电源,摊开小车得到一打好点的纸带（留意不要让小车撞到定滑轮,打好的纸带要标明前提m=? m /=?）点拨：要使砂和小桶的总质量远小于小车的总质量（m /＜＜m ）;肇端小车应接近打点计时器处,且先接通电源后再摊开小车,留意不要让小车撞到定滑轮.⑹保持小车的质量不变,转变小桶内砝码的质量(10g.15g.20g.25g),再做几回试验⑺在每条纸带上都要拔取一段比较幻想的部分,算出每条纸带的加快度⑻把各次试验中的数据填入表一内,感化力的大小认为等于小桶和砝码的重力 [m /g=(m 0/+m X /)g],做出ａ与Ｆ的图像⑼保持小桶内砝码质量不变,在小车上放钩码转变小车的质量（分离加50g.100g.150g.200g ）,反复上面的试验.把各次试验中的数据填入表二内,做出ａ与1/m 图像[试验数据剖析与处理]若测得某一物体m 一准时,a 与F 的关系的有关数据材料如下表.（1）依据表中数据,画出a －F 图象.（2）从图象可以剖断：当m 一准时,a 与F 的关系为___成正比____.若测得某一物体受力F 一准时,a 与M 的关系数据如下表所示：（1）依据表中所列数据,画出a －1/m 图象.（2）由a －1/m 关系可知,当F 一准时,a 与M 成__反比_____关系.点拨：1.在研讨加快度与质量的关系时,为什么描写a －m1图象,而不是描写a －m 图象？在雷同力的感化下,质量m 越大,加快度越小.这可能是“a 与m 成反比”,但也可能是“a 与m 2成反比”,甚至可能是更庞杂的关系.我们从最简略的情形入手,磨练是否“a 与m 成反比”.现实上“a 与m 成反比”就是“a 与m 1成正比”,假如认为m1横坐标,加快度a 为纵坐标树立坐标系,依据a －m1图象是不是过原点的直线,就能断定加快度a 是不是与质量m 成反比.当然,检讨a －m 图象是不是双曲线,也能断定它们之间是不是反比例关系,但检讨这条曲线是不是双曲线其实不轻易;而采取a －m1图象,检讨图线是不是过原点的竖直直线,就轻易多了.这种“化曲为直”的办法是试验研讨中经常采取的一种有用办法,在今后的进修中也会用到.2.应用所测得的数据在a －F 坐标上描点并连线,所连的直线应经由过程尽可能多的点,不在直线上的点应平均散布在直线两则,如许所描的直线可能不过原点,如图4－2－1所示.图4－2－1图（a）是因为均衡摩擦力时斜面倾角太小,未完整均衡摩擦力所致;图（b）是因为均衡摩擦力时斜面倾角太大,均衡摩擦力过度所致.。
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加速度\速度\力的关系浅析
摘要：加速度是联系力和运动的桥梁，通过加速度把力、速度、位移、时间联系在一起。
要想学好力学，必须理解加速度的概念以及加速度、速度、力的关系。
关键词：加速度;速度;力
加速度是高一物理的重要内容，是联系力和运动学的桥梁。
也就是说力通过加速度这个物理量与速度、位移建立了数量关系，加速度还是演绎推导动能定理、动量定理，以及导出动量守恒定律的中间过渡的重要物理量。
深刻理解加速度的概念，才能对所学知识产生深刻的理解和应用。
而有关的物理学公式，必须正确理解物理意义。
本文从加速度的公式入手谈谈对加速度的理解以及加速度、速度、力的关系。
要想正确理解加速度的物理意义，必须掌握加速度的定义公式a=（vt-v0）/t式中vt-v0是速度的变化量，它等于末速度和初速度的矢量差，速度变化量是表示速度变化大小和变化方向的物理量，速度变化大的物体加速度不一定大，加速度大的物体其速度也不一定大。
加速度是速度变化量对时间的变化率，它是描述速度变化快慢和速度变化方向的物理量，加速度的大小取决于速度变化的大小和发生这段变化所有时间的比值，而不是决定速度本身的大小及速度变化的大小。
加速度大说明速度变化快，并不是表示速度变化大或速度大。
加速度是矢量，其方向就是速度变化的方向，与速度方向没有关系。
当加速度方向与速度方向相同时，不论加速度如何变
化，速度总是增大，当加速度方向与速度方向相反时，不论加速度大小如何变化，速度总在减小。
所以，这一关系只介绍了速度、加速度、速度变化量的定量关系，不能决定加速度的大小。
对加速度的另一描述是牛顿第二定律f=ma的变式a=f／m，这是加速度的决定式。
这一公式揭示了力和加速度的因果关系，力是产生加速度的原因，而物体在合力作用下产生的效果是有加速度，它反映了力和加速度的瞬时对应关系，即物体在哪一时刻受力（合外力不为零），物体就在哪个时刻产生加速度；合外力大小方向在哪个时刻发生变化；合外力撤去，加速度就立即消失。
加速度的变化不需要过程是突变，所以加速度和力同时产生，同时变化，同时消失，大小、方向都瞬时对应，所以说这一关系是加速度的决定式。
由此我们也可知道，要想了解一个物体的运动情况，必须分析受力情况、产生的加速度及达到的速度，根据它们的关系一步步分析，才能得出结论。
具体来说物体所受合外力的方向决定加速度的方向，合外力的大小决定加速度的大小，只要有合力就有加速度，不管速度是大是小还是零，都有加速度。
只有合外力为零时加速度才为零。
一般情况下，合力与速度无必然联系，只有速度变化才有必然联系。
综上所述，对加速度的准确理解要深入研究各物理量关系式丰富的物理内涵，准确把握，才能真正掌握。
不能乱套公式。
通过下面几个题可以体会一下。
1.关于加速度与速度的关系，正确的是（）
a.速度变化越多加速度就越大。
b.速度变化的越快加速度就越大。
c.加速度的方向保持不变，速度的方向也保持不变。
d.加速度大小不断变化，速度大小也不断变化。
e.加速度是速度的变化率。
2.下列说法正确的是（）
a.物体的加速度不为零，速度可能为零。
b.物体的速度大小保持不变时，可能加速度不为零。
c.速度变化越快，加速度一定越大。
d.加速度减小，速度一定减小。
3.关于力和运动的关系，正确的是（）
a.物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用。
b.物体的位移不断增大，表示物体必受力的作用。
c.若物体的位移与时间的平方成正比，表示物体必受力的作用。
d.物体的速度不变，其所受合外力必为零。
分析：
1题考查的是速度和加速度的关系，加速度对应的是速度的变化率也就是变化的快慢，所以选b、e。
2题研究的是加速度与速度没有必然联系，加速度对应的是速度的变化快慢，所以选a、b、c。
3题研究的是力和运动的关系，强调速度变化必有加速度，也就是必定受力，所以选a、c、d。
（作者单位山西省榆次区第一职业中专学校）。