知识讲解实验探究加速度与力质量的关系

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22xat?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22xat?，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x1、x2，位移比就是加速度之比，即1122axax?。

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sincosmgmg????，等式的两边质量可以抵消，即与物体的质量大小没有关系。

要点四、如何处理实验数据

本实验的数据处理可以采用计算法和图象法两种不同的方法：

1．计算法

测得加速度或加速度之比（等于位移之比）后，通过计算看看是否满足

2121FFaa?、1221mmaa?

2．图象法

测得加速度后，用拉力F为横坐标，加速度a为纵坐标，描绘a—F图象，看看图象是

否为过原点的

倾斜直线；用m1为横坐标，加速度a为纵坐标，描绘a—m1图象，看看图象是否为过原点的倾斜直线。或者在测得加速度之比（等于位移之比）后，用两车拉力之比F2/F1为横坐标，两车位移之比x2/x1表示加速度之比a2/a1为纵坐标，描绘a—F图象，看看图象是否为过原点的倾斜直线；用m1/m2为横坐标，加速度a2/a1为纵坐标，描绘a—m1图象，看看图象是否为过原点的倾斜直线。

要点五、实验注意事项

1．牵引小车的砝码应有10g、20g、50g等规格。没有小规格砝码，可用沙桶装沙替代，质量用天平称量。

2．探究加速度与力的关系：小车质量为200g，两车上面均可加100g左右的砝码。保持其中一个小车所挂砝码不变（如20g），另一小车所挂砝码逐渐加大，但不要过大。砝码质量过大，会使图象线性变差。

3．探究加速度与质量的关系：一车质量固定为300g，另一车质量可自200g起，逐次增加砝码至700g~800g。牵引小车的砝码以30g~40g为宜。小车质量过大，夹子不容易夹住车后拖线，造成位移误差。

4．小车后所系线绳要用适当粗些的棉绳，当夹子夹住线绳时不会滑动。如果用表面较光滑的尼龙绳，当夹子闭合时线绳还会被小车拖一段距离才会停住。解决的办法可在尼龙绳上擦一些松香，以增大线绳与夹子之间的摩擦力。

5．选择口宽、弹力大的夹子，使夹子张开和闭合动作要迅捷有力。动作缓慢，会使某些夹子张开夹口时两侧张开的程度不一样，张开较小的一侧所控制的小车拖绳受阻，影响到小车运动。

6．注意小车运动停止的位置不能与定滑轮相碰。实验中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而产生误差。

要点六、实验误差分析

1.因实验原理不完善引起的误差．

本实验用砂和砂桶的总重力(mM)g???代替小车的拉力，而实际小车所受的拉力要小于

砂和砂桶的总重力．砂和砂桶的总质量越接近小车和砝码的总质量，误差越大；反之，砂和砂桶的总质量越小于小车和砝码的总质量，由此引起的误差就越小．因此，满足砂和砂桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M的目的就是为了减小因实验原理不完善而引起的误差．此误差可因mM?而减小，但不可能消除此误差．证明如下：

小车和砂桶的受力情况如图所示．

对小车：FMa?，①

对砂桶：mgFma??，②

解得：1MmgmgFmMmM????．

可见当时mM?时，Fmg?．

【说明】上面的证明在这里讲的目的，旨在使同学们懂得为什么实验中要mM?，不要求同学们会处理这类问题．这个问题在学完本章后来体会就更好．

2.平衡摩擦不准造成误差．

实验原理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．

①如出现图(甲)中①的直线，说明平衡摩擦力时，平衡过大了．即拉力F＝0时，已产生加速度，其加速度是由多余重力的分力形成的．

出现图(甲)中②的直线，说明平衡摩擦力不够，因为拉力大于F0时才产生加速度．

②出现图(乙)中①②直线的原因分析如下：

平衡摩擦力后，小车在木板上的受力应有Fmgsinmgcosma?????＝(*)，其中F

为绳拉力，θ为木板与水平面间的夹角．

若未平衡摩擦力，则θ＝0，(*)式为Fmgma??＝，F一定，只有m小到一定程度，即1m大到一定程度，才有Fmg0??＞，才能产生加速度．由图(乙)知，②线为未平衡摩擦造成的误差．

若平衡摩擦过大，小车在木板上的受力应有Fmgsinmgcosma?????＝，当10m?，即m??时，式中F作为小量，可略去，将(*)式整理得ag(sincos)????＝，说明①

线为平衡摩擦力过大造成的误差．

【说明】平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的质量还是改变小车和砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．

3.实验操作造成的误差

质量测量不准确、计数点间的间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．

【典型例题】

类型一、对控制变量法的理解

例1．利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，下列说法中正确的是（）A．保持小车所受拉力不变，只改变小车的质量，就可以探究加速度与力、质量的关系B．保持小车质量不变，只改变小车的拉力，就可以探究加速度与力、质量之间的关系

C．先保持小车所受拉力不变，研究加速度与力的关系；再保持小车质量不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系

D．先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持小车受力不变，研究加速度

与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系

【答案】D

【解析】对于加速度与力、质量的关系，应先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持小车受力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系。

【总结升华】控制变量法就是控制某一物理量，研究剩余量之间的关系，它是研究多个变量常用的方法。

举一反三

【变式】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验时：

（1）我们已经知道，物体的加速度（a）同时跟合外力（F）和质量（m）两个因素有关。要研究这三个物理量之间的定量关系的基本思路是

；（2）小薇同学想用砂和砂桶的重力表示小车受到的合外力，为了减少这种做法而带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：

a． ______________________________；b．

____________________________ 。

（3）小薇同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：a．利用公式

22tsa?计算；b．根据2Tsa??利用逐差法计算。两种方案中，你认为选择方案

_________比较合理，而另一种方案不合理的理由是

_________________________________________。

【答案】（1）先保持m不变，研究a与F的关系，再保持F不变，研究a与m的关系；（2）a．把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力；

b．砂和桶的质量远小于小车质量；

（3）b；纸带开始一段的点分布密集，位移的测量误差大

类型二、对实验操作的考查

例2．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．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

C．实验时，先放开小车，后接通电源

D．“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究过程也不会产生影响【答案】B

【解析】平衡摩擦力时，不把悬挂重物用细绳通过定滑轮系在小车上，即不对小车施加拉力。在木板无滑轮的一端下面垫一薄木块，反复移动其位置，直到拖在小车后面的纸

带上打出的点距均匀为止。设木板的倾角为θ，则平衡摩擦力后有mgsinmgcos????，即arctan???，θ与小车的质量无关，故每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩

擦力。实验时，应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再放开小车。实验要求重物的质量远小于小车的质量，因为只有这样，重物的重力才近似等于细绳对小车的拉力。【总结升华】注意实验条件、平衡摩擦力的目的和做法，以及打点计时器的规范操作。举一反三

【变式】在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图所示。请你指出该装置中的错误或不妥之处：

。

【答案】打点计时器不应使用干电池，应使用交流电源；

实验中没有平衡小车的摩擦力；

小车初始位置离打点计时器太远

类型三、对图象的考查

例3．在“探究加速度与力、质量的关系”这一实验中，有两位同学通过测量，分别作出a一F图象，小车开关打点计时器

干电池沙桶纸带

如图（a）（b）中的A、B线所示；试分析：

(1) A线不通过坐标原点的原因是

；

(2) B线不通过坐标原点的原因是

。

【答案】(1) A线在F轴上有一定的截距，表明F达到一定的值后小车才开始有加速度，这是没有平衡摩擦力，或平衡摩擦力不够引起的。

(2) B线在a轴上有一定的截距，表明F为0，即不加F时小车已经有了一定的加速度，这是平衡摩擦力时木板倾角θ太大，即平衡摩擦力过度引起的。

【总结升华】从图线在坐标轴上截距的物理意义着手分析。运用图象分析实验误差原因，这是实验探究中一项很重要的能力。

举一反三

【变式】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图象为下图中的：（）

【答案】C

【解析】由于木板的一端垫得过高，当拉力为零时就有一加速度． D项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。

【高清课程：牛顿运动定律实验专题例2】

【变式2】做“验证牛顿第二定律”实验，甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a 和小车所受拉力F的图像为图中的直线Ⅰ，乙同学画出的a—F图像为下图中的直线Ⅱ．直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围，下面给出了关于形

成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是（）

A、实验前甲同学没有平衡摩擦力；

B、甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了；

C、实验前乙同学没有平衡摩擦力；

D、乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了．

【答案】BC

类型四、对数据的处理

例4

某同学利用实验装置研究a与F之间的关系，测得小车的加速度a和拉力F的数据见下表：

F/N

0.20 0.30 0.40 0.50 2

/(ms)a 0.10

0.21

0.29

0.40

F

a O

A

F

a O

C

F a O

D

F

a

O

B

a

O

F (a)

a

O F

(b)

A

B

(1)根据表中数据在图(甲)中画出a-F的图线；

(2)结合实验装置，说明图线不过原点的原因是什么?如何进行改正?

【答案】(1)根据表中数据在坐标系中描点，并用一条直线来拟合这些点，如图(乙)所

示．

(2)图线与F轴交于0.1 N处，说明拉力F小于0.1 N时，小车静止不动(a＝0)，这是由于实验中未平衡摩擦力或平衡摩擦力时斜面倾角过小造成的，应增大斜面倾角．【解析】实验中我们认为小盘和砝码的重力等于小车所受的合力，没有考虑摩擦阻力对

探究加速度与力

探究加速度与力、质量的半定量关系（一） 四川省中江中学 许兴亮 教材依据 教育科学出版社高中物理必修①第三章第二节 教学流程 教学目标 一、知识与技能 1.理解加速度大小与力有关，同时也与质量有关。 2.通过实验探究加速度与力和质量的半定量关系。 3.培养学生分析、动手和总结的能力。 二、过程与方法 知道用控制变量法进行实验，指导学生探究该实验。 观察实验并对实验数据进行处理，得出结论。 三、情感目标 培养学生实事求是、尊重科学的态度。 激发学生探索精神和求知欲。 培养团体的合作能力。 教学重点 正确使用控制变量法。 设计实验方案，以探究未知问题 正确对实验现象进行分析与处理 提出假设猜想 设计实验方案并分组探究 师生交流，完善实验方案 继续探究，采集实验数据 分析实验数据并论证猜想 教师小结评估，布置作业 创设情景、提出问题 复习旧课、引入新课

教学难点 正确实验方案的设计。 实验具体操作过程。 教学器材 分别带有滑轮的两个长板组合体（24组），小车（48个），50g钩码10盒（每盒10个），托盘天平（1个即可），刻度尺（24把），20g小桶（48个），20g砝码（48个），细线若干条（每组至少2条）。 教学要求 本节为分组实验24组，每组2－3人，男女都要有，选出组长一名，带课本和铅笔。 教学过程 一、复习旧课，引入新课 教师提问：回忆一下上节课（牛顿第一定律）我们学习的内容，牛顿第一定律的内容是什么？我们又称它什么定律呢？ 学生回答：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止，牛顿第一定律又称惯性定律，惯性只与质量有关。 教师总结：很好，牛顿第一定律其实说明了物体在不受力时所呈现的两个状态，两个状态加速度都等于0，那大家想一下物体如果受力的话会呈现什么样的状态？加速度 还是0吗？ 学生回答：应该不是0，因为力是改变物体运动状态的原因。 教师：非常好，那么加速度到底和什么因素有关系呢？我们这节课就开始探究。 二、进行新课 1.创设情境问题，提出猜想 教师：打开课本74页，看图3-2-1，这儿有四幅图，我们可以将它们分为上下两组，请同学们仔细观察比较，根据你的生活体验，加速度和什么有关系？大家讨论。 学生观察并分组讨论大约2分钟。 教师提问：通过你对几幅图的观察，猜一下加速度和什么物理量有关系呢？ 学生猜想：我们用控制变量法研究。物体质量一定，外力越大，加速度越大。物体受力一定，质量越大，加速度越小。 教师：非常好，那我们现在就用实验来证明刚才你们的猜想是否正确！ 2.设计实验方案 教师先介绍实验器材及其原理。 教师：我们这有带有滑轮的两个长板组合体，小车，50g钩码，刻度尺，20g小桶，20g的砝码，细线，每组两条细线，我这还有一台托盘天平。这里重点介绍长板组合体，长板上面有刻度，在板子的一端有一个小的红色开关按钮，如果按住红色按钮，两长板上的绳子会同时释放，松开按钮，绳子会被卡住。下面同学们按分组对实验进行

实验：探究加速度与力、质量的关系练习题

实验：探究加速度与力、质量的关系练习题 1. 某组同学利用如图(1)所示的简易装置，探究了加速度与力和质量的关系。试说明他们的实验方法及实验步骤。 图(1) 图(2) 2．关于由小车实验得出牛顿第二定律F ＝ma 的下列说法中，符合实际的是（ ） A 、同时改变小车的质量M 及受到的拉力F ，得出加速度、力、质量三者间的关系 B 、保持小车的质量不变，只改变小车拉力，就得出加速度、力、质量三者的关系 C 、保持小车的受力不变，只改变小车质量,就得出加速度、力、质量三者间的关系 D 、保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持力不变，研究加速度与质量的关系；最后得到加速度、力、质量三者间的关系 3.质量为m 的物体放在A 地的水平面上，用竖直向上的力F 拉物体，物体的加速度a 与拉力F 的关系如图线①所示，质量为m ′的另一物体在B 地做类似实验，测得a －F 关系如图线②所示，设两地的重力加速度分别为g 和g ′，则 A.m ′＞m ，g ′=g B.m ′＜m ，g ′=g C.m ′=m ，g ′＞g D.m ′=m ，g ′＜g 答案： 1. 在本次探究中其实也可以不测量加速度的具体数值，这是因为我们探究的是加速度与其他量之间的比例关系。因此，测量不同情况下（即不同受力时、不同质量时）物体加速度的比值就可以了。 由于，2 2x a t =，如果测出两个初速度为0的匀加速度运动在相同时间内发生的位移x 1、x 2，位移之比就是加速度之比，即 1122a x a x = 。如果我们能控制物体的运动时间相同，找出相

同时间内的位移，便可用位移代替加速度进行实验。 2. D 3.分析：该题要求学生利用牛顿第二定律培养借助数学图像分析问题的能力。 在A 地，由牛顿第二定律：F-mg=ma 有a= m F -g=m 1F-g 同理：在B 地 a=m ' 1F-g ′ 这是一个a 关于F 的函数 m 1 (或m ' 1)表示斜率，-g(或-g ′)表示截距 由图线可知 m 1＜m '1g=g ′故m ＞m ′,g=g ′选 项B 正确

探究加速度与力、质量之间的关系

《实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计 一、教学内容分析 1．内容与地位 普通高中课程标准试验教科书，物理1必修模块第四章《牛顿运动定律》的第二节《实验：探究加速度与力、质量的关系》 《实验：探究加速度与力、质量的关系》是学习牛顿第二定律的基础，是本章的重点内容，它阐明了物体的加速度跟力和质量间的定量关系，是在实验基础上建立起来的重要规律，在理论与实际问题中都有广泛的运用． 2．教学重点、难点 ①教学重点：引导学生探究加速度与力和质量的关系的过程 ②教学难点：通过实验数据画出图像，根据图像导出加速度与力、质量的关系式 3．教学目标 ①知识目标： 1）经历探究加速度与力和质量的关系的过程，得出加速度与力和质量的关系 ②能力目标 1）培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力． 2）了解控制变量法、图像法等科学研究方法的应用． ③情感态度价值观 让学生亲身感受物理的科学探究活动，学习探索物理世界的方法和策略，培养学生的思维。 二、教法和学法设计的中心思想 探究性学习是新一轮课程改革中物理课程标准里提出的重要课程理念，其宗旨是改变学生的学习方式，突出学生的主体地位，物理教师不但应该接受这一理念，而且必须将这一理念体现到教学行为中去。对学生而言，学习也是一种经历，其中少不了学生自己的亲身体验，老师不能包办代替。物理教学要重视科学探究的过程，要从重视和设计学生体验学习入手，让学生置身于一定的情景，去经历、感受。 探究式教学是美国教育学家布鲁纳在借鉴了杜威的学习程序理论的基础上首先提出的，主要可分为两类：①引导发现式：创设情景——观察探究——推理证明——总结练习；②探究训练式：遇到问题——搜集资料和建立假说——用事实和逻辑论证——形成探究能力。经教学实践，形成以“引导——探究式”为主要框架，比较适合国内的实用教学模式。他是以解决问题为中心，注重学生独立钻研，着眼于思维和创造性的培养，充分发挥学生的主动性，仿造科学家探求未知领域知识的途径，通过发现问题、提出问题、分析问题、创造性地解决问题等去掌握知识，培养创造力和创造精神。 三、教学媒体 小车、细线、钩码、带滑轮的长木板、气垫导轨、气源、两个光电开关和与之配套的数字计时器、滑块、金属片、黄沙、小桶、托盘天平、打点计时器、纸带、坐标纸、刻度尺四、案例设计 （一）复习导入 教师：什么是物体运动状态的改变?物体运动状态发生变化的原因是什么? 学生：物体运动状态的改变就是指物体速度发生了改变，力是使物体运动状态发生变化的原因． 教师：物体运动状态的改变，也就是指物体产生了加速度．加速度大，物体运动状态变化快；

2 实验：探究加速度与力、质量的关系

2 实验：探究加速度与力、质量的关系 【例题解析】 例1 请谈谈确定本实验研究课题的思路。 解析： 从前几章知识可知，物体的速度是描述物体运动状态的物理量，物体的运动状态变化，是以速度这一物理量的变化表现出来的，而我们已经学习过的加速度又是描述物体速度变化快慢的物理量，所以第一个课题的确定就应是研究加速度与力的关系。而在相同力的作用下，由于物体的惯性不同，速度变化的快慢也不同，质量是物体惯性大小的量度，所以第二个课题的确定是研究加速度与质量的关系。 点评： 实验研究课题的确立，为科学探究提出了一个明确的目标。要注意通过观察分析或逻辑推理，培养自己提出问题、确定研究课题的能力。 例2 在本探究实验中，为什么可用两车的位移之比表示加速度之比？ 解析： 在本探究实验中，两车均做初速度为0的匀加速直线运动。由匀加速直线运动位移公式 2 021at t v x +=， 式中v 0=0，且两车的运动时间t 相等，故有a ∝ x ，即 2121 a a x x =， 可用两车的位移之比表示加速度之比。 点评： 当问题探究的是某物理量与其他物理量之间的比例关系时，可以不测出该物理量的具体数值，只需测出不同情况下该物理量的比值就行了。 例3 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. 每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C. 实验时，先放开小车，后接通电源 D.“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究过程也不会产生影响 解析： 平衡摩擦力时，不把悬挂重物用细绳通过定滑轮系在小车上，即不对小车施加拉力。在木板无滑轮的一端下面垫一薄木块，反复移动其位置，直到拖在小车后面的纸带上打出的点距均匀为止。设木板的倾角为θ，则平衡摩擦力后有mg sin θ = μ mg cos θ，即θ = arctan μ，θ与小车的质量无关，故每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力。实验时，应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再放开小车。实验要求重物的质量远小于小车的质量，因为只有这样，重物的重力才近似等于细绳对小车的拉力。正确选项为B 。 点评： 注意实验条件、平衡摩擦力的目的和做法，以及打点计时器的规范操作。 例4 在研究加速度与质量的关系时，为什么要用 m 1为横坐标，加速度a 为纵坐标，描绘a —m 1 图象，而不是描绘a —m 图象？ 解析： 根据我们的经验，在相同力的作用下，质量m 越大，加速度a 越小。这可能是“a 与m 成反比”，但也可能是“a 与m 2成反比”，甚至可能是更复杂的关系。我们从最简单的情况入手，检验是否“a 与m 成反比”。实际上“a 与m 成反比”就是“a 与m 1 成正

知识讲解实验探究加速度与力质量的关系

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22xat?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22xat?，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x1、x2，位移比就是加速度之比，即1122axax?。 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sincosmgmg????，等式的两边质量可以抵消，即与物体的质量大小没有关系。 要点四、如何处理实验数据 本实验的数据处理可以采用计算法和图象法两种不同的方法： 1．计算法 测得加速度或加速度之比（等于位移之比）后，通过计算看看是否满足 2121FFaa?、1221mmaa? 2．图象法 测得加速度后，用拉力F为横坐标，加速度a为纵坐标，描绘a—F图象，看看图象是

探究加速度与力、质量的关系(实验表、习题)

高一物理【4.2实验：加速度与力、质量的关系】 【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

4.2实验：探究加速度与合外力、质量的关系

第二节 实验《探究加速度与力、质量的关系》 班级 姓名 小组 学习目标 1．会举例说明决定物体加速度的因素是力和质量 2．知道探究物体的加速度与力、质量关系的实验方案 3．能够通过作图分析加速度与力、质量间的关系 重点：探究加速度与力、质量关系的实验方案，作图分析加速度与力、质量间的关系 难点：作图分析出加速度与力、质量间的关系 实验过程 ★探究加速度与力、质量关系 研究加速度a 与力F 及质量M 的关系是时，采用的方法是 。 实验器材：纸带和复写纸、小车、小桶及砂子、细绳、薄木块、刻度尺、砝码、打点计时器、低压学生电源、导线、天平、附有定滑轮的长木板。 实验步骤： 1．用天平测出小车和小桶的质量M 1和m 1，并把数值记录下来。 2．安装好实验装置，并把悬挂小桶用的细绳系在车上。 3．平衡摩擦力： 。 4．记录在小车内所加砝码的质量，称好砂子后，将砂倒入小桶，把细绳系在小车上，并绕过定滑轮悬挂小桶，调整定滑轮的高度使绳与木板平行，接通电源，放开小车待打点计时器在纸带上打好点后取下纸带并作好标记。（实验中为何要保证m ＜＜ M ?） 5．保持车的质量不变，通过改变砂的质量而改变车所受的牵引力，再做几次实验。 6．在每条纸带上选取一段比较理想的部分，用公式a =(v 2－v 1)/△t 或△x ＝aT 2算出各条纸带对应的加速度。 7．根据实验结果画出运动的a —F 图线，确定加速度与力的关系。 8．保持砂子和砂桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，求出相应的加速度。作a —M 图象还是作a —1/M 来确定加速度与质量的关系？ ★★某学生在《探究加速度与力、质量的关系》的实验中，在小车质量不变情况下，测得小车的加速度a 和拉力F 的数据如下表所示。 ⑴根据表中的数据在图中作a －F 图线； ⑵由图象得出a 与F 的关系是 。 F （N ）

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 /g=(m+ m/)a,F=ma,得F=m m/g/(m+ m/);理论上F= m/g，只有当m/＜力等于 ．．．沙和小桶的重力。 ．．．．．．．．推导：实际上m ＜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。 （3）加速度的测量： ①若v0 = 0 ，由x = v0 t + a t2 /2 得：a = 2 x / t2 , 刻度尺测量x，秒表测量t ②根据纸带上打出的点来测量加速度，由逐差法求加速度。 ③可以只测量加速度的比值a1/a2 = x1/x2 ，探究a1/a2 = F1/F2，a1/a2 = m2/m1. [实验器材] 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 [实验步骤] ⑴用天平测出小车和小桶的质量m 和m/把数值记录下来。 ⑵按下图实验装置把实验器材安装好，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，通过前后移动，来平衡小车的摩擦力 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将小车放于靠近打点记时器处，在小桶内放上砝码(5g)，接通电源，放开小车得到一打好点的纸带（注

实验探究加速度与力质量的关系教案汇编

4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 教学过程 （一）引入新课 （教师活动）物体的运动状态变化的快慢，也就是物体加速度的大小，与物体的质量 有关， 例：一般小汽车从静止加速到100km/h，只需十几秒的时间，而满载的货车加速就慢 得多。 物体的运动状态变化的快慢，也与物体受力有关 例：竞赛用的小汽车，质量与一般的小汽车相仿，但因为安装了强大的发动机，能够 获得巨大的牵引力，可以在四五秒的时间内从静止加速到100km/h （学生活动）学生根据事实总结得出定性结论： 物体的质量一定时，受力越大，其加速度越大；物体受力一定时，它的质量越小，加速度也越大。 （提出问题）物理学并不满足于这样的定性的描述，物体的加速度与它受的力、它的质量有什么定量的关系？ （二）教学过程设计 实验方案的确定 （教师活动）加速度的大小既与物体的受力有关，又和物体的质量有关，那么我们应采用 什么方法来研究加速度的大小与物体的受力和物体的质量之间的定量关系呢？ （学生活动）可以先研究加速度与物体受力的关系，再研究加速度与物体的质量的关系。 （教师活动）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控制变量法，是物理学中研究和处理问题时经常用到的方法。同学们刚刚提到的研究方法就是控制变量法，在这个实验中应如何控制？ （学生活动）在这个实验中，可以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；也可以保持物体所受的力不变，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。 制定实验方案时的两个问题 思路：实验中需要测量的物理量有三个：物体的加速度、物体所受的力、物体的质量。 质量可以用天平测量，本实验要解决的主要问题是怎样测量加速度和怎样提供和测量物体所受的力。 1、怎样测量（或比较）物体的加速度 （学生活动） 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更多精品文档2x t2

高中物理 人教版必修一 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系 教学设计、教案

4.2实验：探究加速度与力、质量的关系 一、知识结构 二、教学目标 1.学会用控制变量法研究物理规律. 2.会测量加速度、力和质量，能做出物体运动的a-F、a-1m图象. 3.会通过实验探究加速度与力、质量的定量关系．. 三、新知全解 知识点控制变量法探究加速度a与力F、质量m的关系 1．实验原理： 2．实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、夹子、细绳、低压交流电源(使用电火花打点计时器时不用低压交流电源)、导线、天平(带有一套砝码)、小盘、刻度尺． 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叫控制变量法． 3．实验步骤： (1)称量质量：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.

(2)安装器材：按照如图把实验器材安装好，注意此时先不要把悬挂小盘的细绳系在车上，即不给小车加牵引力． (3)平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一块木块，反复移动木块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态．这时，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡． (4)操作： ①把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，先接通电源再放开小车，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． ②保持小车和砝码的质量m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①. ③保持小盘和砝码的总质量M不变，改变小车和砝码的质量m，重复以上步骤． 待测物理量器材 小车与其上砝码的总质量m天平 小盘和盘内砝码的总质量M天平 小车的加速度a 打点计时器 4.数据处理： (1)把小车在不同力作用下产生的加速度填在表中： 实验序号物理量 12345 6 作用力F 加速度a 以a为纵坐标、F为横坐标，根据数据作a-F图象，用曲线拟合测量点，找出规律，分析a与F的关系． (2)把不同质量的小车(小车和钩码)在相同力的作用下产生的加速度填在表中： 实验序号12345 6

实验：探究加速度与力、质量的关系-教学设计

本节选自人教版高中物理教材第四章第2节《实验：探究加速度与力、质量的关系》，牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫。教材中实验的基本思路是采用控制变量法。本实验要测量的物理量有质量、加速度和外力。测量质量用天平，需要研究的是怎样测量加速度和外力。 （1）测量加速度的方案：①方法1：小车做初速度为0的匀加速直线运动，直接测量小车移动的位移x和发生这段位移所用的时间t，a=2x/t2计算出加速度a。 ②方法2：将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速度。 ③方法3：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，那么由 a=2x/t2可知，它们的位移之比就等于加速度之比。 （2）提供并且测量物体所受的外力的方案：由于我们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。但测力有一定困难，还需平衡摩擦，教材的参考案例提供的外力比较容易测量。

4．物理量的测量 本实验需要测量的物理量有三个：物体的质量m、物体所受的作用力F和物体运动的加速度a。 （1）质量的测量 质量可以用天平测量。为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量。 （2）加速度的测量 ①方法1：小车做初速度为0的匀加速直线运动，直接测量小车移动的位移x和发生这段位移所用的时间t，a=2x/t2计算出加速度a。 ②方法2：将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速度。 ③方法3：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，那么由a=2x/t2可知，它们的位移之比就等于加速度之比，即： x 1 x 2= a 1 a 2 这样，测量加速度就转换成测量位移了。 （2）力的测量 现实中，仅受一个力作用的物体几乎不存在，所以实验中作用力F的含义是物体所受的合力。 那么，如何测小车所受合外力F合？ 我们通过下面具体实验来说明。 二、实验设计 实验设计1：用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系 1．实验器材：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平。 2．实验步骤

《实验：探究加速度与力、质量的关系》教案

实验：探究加速度与力、质量的关系 一、教材分析： 新课标较原有的教学大纲更注重对学生动手能力、探索能力、自己总结观察现象的能力的培养，以本节课为例，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，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，更重要的是如何设计实验，如何提出问题，以及如何操作，如何进行数据处理，分析并得出实验结果，这些才是现代中学生最应该掌握的方法和技巧。至于学生自己设计的方案不管是否符合要求，不管实验后能否得出正确的结论，都要加以鼓励，因为学生在设计和实际操作中的亲身体验才是最重要的。 二、三维目标： 1．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． 2．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． 3．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、教学重点、难点： 1．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． 2．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、教学方法：探究、讲授、讨论、练习 五、教学用具： 多媒体课件，小轧一端带滑轮长木板、带小钩或小盘的细线两条；钩码(规格：10 g＼20 g，用作牵引小车的力)；砝码(规格：50g＼100 g＼200g，用来改变小车的质量)；刻度尺、计算器，铅笔；文件夹；粗线绳(用来牵引小车)．打点计时器、学生电源、纸带、气垫导轨、

探究加速度与力的关系

探究加速度与力的关系 2 实验：探究加速度与力、质量的关系 整体设计 牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫.本节是探索规律的实验，重点就是让学生亲身体验探究过程.在教师的引导下学生动手、动脑进行设计研究，体会通过控制变量来研究物理规律的重要方法，在研究电阻、电容等实验中都会用到此法.只有让学生在实际的设计和操作中才能使学生体会到物理学研究的方法，达到掌握方法、提高能力的目的. 教学重点 1.怎样测量物体的加速度. 2.怎样提供和测量物体所受的力. 教学难点 指导学生选器材，设计方案，进行实验，作出图象，得出结论. 课时安排 1课时 三维目标 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.使学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法实现. 2.指导学生根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结论. 3.帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规律. 情感态度与价值观 1.通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神. 2.使学生养成实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦. 3.培养学生的合作意识，相互学习、交流、共同提高的学习态度. 课前准备 带有滑轮的长木板2个、小车2个、打点计时器、秒表、钩码、夹子、刻度尺、细线、气垫导轨、数字计时器、光电门两个. 教学过程 导入新课

情景导入 多媒体播放十字路口红绿灯时摩托车、载重汽车减速停止与加速启动的画面. 图4-2-1 通过以上画面我们可以看出，摩托车启动很快，而载重汽车启动很慢，这是为什么呢？ 复习导入 复习提问：物体运动状态的改变是指哪个物理量的改变？标志物体运动状态变化快慢的物理量是什么？ 回答：物体运动状态的改变是指速度的改变，加速度是反映物体运动状态变化快慢的物理量. 通过上一节学习，我们知道：物体的质量越大，物体的运动状态越难改变；物体的质量越小，物体的运动状态较易改变.请同学们根据上节所学知识及日常见闻实例猜测一下：加速度的大小与哪些物理量有关？ 学生猜想：加速度的大小与物体的受力、质量有关. 推进新课 既然物体的加速度与物体的质量和它受到的力有关，到底存在怎样的关系，请同学们讨论一下，通过什么实例可定性地说明它们之间的关系. 学生讨论后回答： 1.质量大的物体加速度小.如：并驾齐驱的大货车与小汽

实验探究加速度与力、质量的关系

实验：探究加速度与力、质量的关系 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 第I卷（选择题） 请点击修改第I卷的文字说明 一、选择题 1．在研究加速度a和力F、质量m的关系时，应用的是（） A．控制变量法 B．等效替代法 C．理论推导法 D．理想实验法 2．图甲是用来探究加速度和力之间关系的实验装置示意图，图乙是其俯视图。两个相同的小车，放在比较光滑的水平板上（摩擦力很小，可以略去），前端各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里可放砝码。两个小车后端各系一条细线，细线后端用夹子固定，打开夹子，小盘和砝码牵引小车运动，合上夹子，两小车同时停止。用刻度尺测出两小车通过的位移，则位移之比就等于它们的加速度之比。为了探究加速度大小和力大小之间的关系，下列说法中正确的是（） A．使小盘和砝码的总质量尽可能等于小车质量 B．若将小车放在粗糙水平板上，对实验结果没有影响 C．位移之比等于加速度之比是因为小车的位移与加速度成正比 D．可在两小盘内放置相同质量的砝码，在两小车内放置不同质量的砝码进行实验3．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列做法中正确的是（） A．实验时，先接通打点计时器电源，再放开小车 B．平衡摩擦力时，应将装砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上 C．改变小车的质量再次进行实验时，需要重新平衡摩擦力 D．砝码及砝码盘所受重力就是小车做加速运动的拉力 4．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。 实验时小刚同学将长木板平放在水平桌面上，并利用安装在小车上的拉力传感器测出细线的拉力，保持小车的质量不变，改变钩码的个数，得到多组数据，从而确定小车加速度a与细线拉力F的关系。图乙中符合小刚的实验结果的是（）

高中物理必修一实验：探究加速度与力和质量的关系教案

§4.2 实验：探究加速度与力和质量的关系 一、教学目标： 1、知识与技能 （1）学会用控制变量法探究加速度与力和质量之间的关系 （2）能利用纸带计算小车在运动的过程中的加速度 （3）从实验中得出加速度与力成正比，与质量成反比 2、过程与方法 （1）体验科学探究的基本步骤 （2）学会使用常见的研究方法——控制变量法 3、情感态度与价值观 （1）使学生在互相协作中，发扬团队精神 （2）培养学生尊重事实，实事求是的科学研究作风 二、教学重点、难点 1、教学重点 重点：用控制变量法探究加速度与力和质量之间的关系 2、教学难点 难点：如何平衡摩擦力 三、设计思路 本课题设计思路旨在让学生体验科学研究的基本步骤。 通过复习牛顿第一定律等已经学过的知识引出课题——探究加速度与力和质量的关系。在教师的引导下，学生通过讨论、交流，，设计实验方案，给出所需的实验器材,进行实验验证。 教学策略：通过教师的讲解和演示以及学生亲自动手操作,使学生能够相互合作,同时又有教师指导的情况下.正确处理数据,得出实验结论.体验科学探究的乐趣. 四、教学资源 演示实验器材：光滑的水平板（一端带有定滑轮）;钩码，细绳，打点计时器,学生电源,纸带,复写纸,小车. 五、教学过程 引入新课 教师提问:我们知道物体的运动状态是用速度描述的呢?那么物体运动状态改变的快慢,其实也就是支物体速度改变的快慢.我们是用加速度来描述. 那么大家想想看,影响物体速度改变的快慢的因素有哪些呢? 学生回答: 物体的质量和物体所受的力 进一步引导学生,提问:那么在其他因素相同的情况下:质量大的物体速度改变的快,还是质量小的物体速度改变的快呢? 学生通过思考,根据牛顿第一定律知道:质量是物体惯性的量度,质量大的物体惯性大,运动状态难改变. 让学生尝试利用日常生活事例说明:相同牵引力的情况下,同一辆车,空车时速度增大的快,而满载时速度增大的慢.说明其他因素相同的情况下,质量小的物体速度容易改变.也就是质量小的物体加速度大. 再次提问: 那么在其他因素相同的情况下;物体受力大速度改变的快呢?还是受力小的物体速度改变的快呢? 学生通过思考,根据生活经验:物体受力小,运动状态难改变.加速度就小.反之也成立. 让学生尝试利用日常生活事例说明:相同质量的情况下,同一辆车,牵引力大的时候速度增大的快,

探究加速度与物体质量

实验 探究加速度与物体质量、物体受力的关系 智能演练场 1．在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验中，以下做确的是( ) A ．平衡摩擦力时，应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上 B ．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C ．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源 D ．求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘和砝码的质量(M ′和m ′)以及小车质 量M ，直接用公式a ＝M′＋m′M g 求出 答案：B 2．在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验中，按实验要求装置好器材后，应按一定步骤进行实验，下述操作步骤的安排顺序不尽合理，请将合理的顺序以字母代号填写在下面的横线上：____________________. A ．保持小盘和砝码的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次 B ．保持小车质量不变，改变小盘和砝码的质量，测出加速度，重复几次 C ．用天平测出小车和小盘的质量 D ．平衡摩擦力，使小车近似做匀速直线运动 E ．挂上小盘，放进砝码，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 F ．根据测量的数据，分别画出a －F 和a －1M 的图线 答案：DCEABF 或DCEBAF 3．(2010·模拟)为了探究加速度与力的关系，使用如图实－3－9所示的气垫导轨装置进行实验．其中G 1、G 2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G 1、G 2光电门时，光束被遮挡的时间Δt 1、Δt 2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M ，挡光片宽度为D ，光电门间距离为x ，牵引砝码的质量为m .回答下列问题： 图实－3－9 (1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情 况下，如何判定调节是否到位？ 答：_______________________________________________________________________

实验探究加速度与力质量的关系

实验探究加速度与力质 量的关系 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

§4.2实验：探究加速度与力、质量的关系【学习目标】 1.学会用控制变量法研究物理规律。 2.会测量加速度、力和质量，能作出物体运动的a -F、a -1 M 图象。 3.通过实验探究加速度与力、质量的定量关系。【学习重点】 1.会测量加速度、力和质量，能作出物体运动的a -F、a -1 M 图象。 2.通过实验探究加速度与力、质量的定量关系。 【方法指导】 自主探究、交流讨论、自主归纳 【实验基础】 [实验原理及操作] 【数据处理及分析】 一、数据处理 1．计算法：测得加速度或加速度之比(等于位移之比)后，通过计算看看 是否满足a1 a2 ＝ F1 F2 、 a1 a2 ＝ M1 M2 。 2．图象法：以拉力F为横坐标，加速度a为纵坐标，描绘a -F图象， 看看图象是否为过原点的倾斜直线；以1 M 为横坐标，加速度a为纵坐标， 描绘a -1 M 图象，看看图象是否为过原点的倾斜直线。 3．实验结论 (1)保持物体质量不变时，物体的加速度a与所受力F成正比。 (2)在力F不变时，物体的加速度a与质量M成反比。 二、误差分析 1.实验原理不完善造成系统误差 2.测量、操作不够准确造成偶然误差

(1)质量的测量误差。(2)纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差。 (3)拉线或纸带不与木板平行会造成误差。(4)平衡摩擦力不够(或过度)造成的误差，该误差使作出的图线在横轴(或纵轴)上产生截距。 三、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，不管以后是改变小盘和重物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，要使尽可能多的点落在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧，离直线较远的点应该舍去不予考虑 【课堂互动·考点探究】 用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下： A．用天平称出小车和小桶及内部所装沙子的质量 B．按图装好实验器材 C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂沙桶 D．将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量 E．保持小桶及其中沙子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验 F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值 G．作a -M关系图象，并由图象确定a -M关系 (1)该同学漏掉的重要实验步骤是________，该步骤应排在________步实验之后。 (2)在上述步骤中，有错误的是________，应把________改为________。 (3)在上述步骤中，处理不恰当的是________，应把________改为________。

探究加速度与力质量的关系教案

公开课教案 课题：探究加速度与力、质量的关系 探究加速度与力、质量的关系 教材分析 本节是学生上高中以来接触到的第二个探究性实验，这一实验与“探究小车速度随时间变化的规律”一样，都是有确定结论的。“探究小车速度随时间变化的规律”实验使学生已经具有一定的处理此类实验问题的能力，但也给本实验又搭了一个台阶，书中没有给出确定的实验方案，要学生自己设计，给出了实验的基本思路。作为提示，书中还提醒注意两方面的问题：怎样测量（或比较）物体的速度；怎样提供和测量物体所受恒力。作为进一步的提示，还给出了一个“参考案例”，这个案例是采用通用器材设计的实验，具有普遍意义和具体指导作用。 本节教材除了探究结论，还涉及到一种重要的科学研究的方法——控制变量法。实验过程及数据处理上还有三个技巧： ①理论坐标系建立技巧。“a 与m 成正比”实际上就是“a 与 m 1成正比”；②实际坐标系建立技巧。不是a -F 图象而是1212F F x x -图象；不是m a 1 -而是 1 2 21m m x x -图象；③平衡摩擦力；利用图象处理数据，用曲线拟合测量点，找出规律也是本节的方法重点。 一、教学目标： 1、知识与技能 （1）学会用控制变量法探究加速度与力和质量之间的关系 （2）应用图像法分析处理实验数据 （3）从实验中得出加速度与力成正比，与质量成反比 2、过程与方法 （1）体验科学研究的基本步骤 （2）知道一种常用的研究方法——控制变量法 3、情感态度与价值观 培养学生尊重事实，实事求是的科学研究作风 二、教学重点、难点 1、 教学重点及其教学策略： 重点：用控制变量法探究加速度与力和质量之间的关系 教学策略：通过教师的引导，学生的互相讨论，得出实验的步骤和数据处理的方法。 2、 教学难点： 难点：处理实验数据并画出相关的图像? 三、设计思路 本课题设计思路旨在让学生体验科学研究的基本步骤。 通过复习牛顿第一定律等已经学过的知识引出课题——探究加速度与力和质量的关系。 在教师的引导下，学生通过讨论、交流，设计实验方案，进行实验验证。处理实验数据并画出相关的图像,找出各个量之间的关系。

物理《实验探究加速度与力质量的关系》教案

实验：探究加速度与力、质量的关系教案 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。 指导学生确定实验方案、完成实验操作： 一、实验介绍 投影：实验装置如图所示。 讲解：我们用小车作为研究对象，通过在小车上增减砝码可以改变小