实验探究加速度与力质量的关系教案汇编

《实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计核心价值：通过《实验：探究加速度与力、质量的关系》的探究过程，培养学生的实验动手操作能力、独立思考和团队协作的精神和实事求是、尊重客观规律的科学态度。

教学目标：1.掌握用控制变量法探究加速度与力、质量的定量关系；2.知道测量加速度大小的方法，掌握用图象来分析实验数据，探究物理规律的方法；3.了解气垫导轨减小摩擦的原理，了解光电门及数字计时器在实验中发挥的作用。

教学重点：如何提出合理可行的实验方案，数据的分析和处理。

教学难点：实验操作过程、实验误差分析。

教学过程：课前：登陆优教平台，发送预习任务。

根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。

（优教提示：请登陆优教平台，发送本节预习任务）一、知识回顾，引入新课牛顿第一定律：思考：物体受力不平衡时，会怎样运动呢？•1、什么是物体运动状态的改变？物体运动状态的改变就是速度（大小和方向）发生了改变，即物体具有了加速度。

•2、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。

•3、如何度量运动状态改变的难易程度？质量大的物体的运动状态较难改变，即物体的惯性大；质量小的物体的运动状态较易改变，即物体的惯性小；质量是物体惯性大小的度量。

那么，加速度与力、质量之间有什么样的联系呢？控制变量法：研究三个量之间的关系时，需要先控制一个量不变，研究另外两个量之间的关系。

二、实验探究思路三、加速度与力的关系生活经验：用大的力推物体，物体会获得大的加速度；而用小的力推相同的物体，物体会获得小的加速度。

猜测：加速度和力之间存在什么样的关系呢？实验探究：控制物体的质量不变，探究加速度与受力之间的定量关系。

两个问题：1.怎样测量物体的加速度？①参考前面学习过的《实验：探究小车速度随时间变化的规律》实验中就算加速度的方法；②可以使用光电门、数字计时器得到物体的瞬时速度。

2.怎样提供并测量物体所受的恒力？要求物体所受的合力恒定，且方便测量，参考前面学习过的《实验：探究小车速度随时间变化的规律》的实验装置，可用钩码拉着滑块运动，什么情况下，我们可以把钩码所受的重力直接看作滑块的合力呢？①考虑到滑块与长木板之间有摩擦力，可用重力的分力来平衡摩擦力；考虑到加速度比较大时，拉力不等于重力，可让滑块的质量远大于钩码的总质量，则加速度较小，此时认为拉力近似等于钩码的重力。

2实验：探究加速度与力、质量的关系教学目标1．经历完整的探究加速度与力和质量的关系。

2．通过实验探究，了解加速度与力、质量的关系。

3．进一步巩固通过实验求加速度的方法。

4．在实验设计与数据分析的过程中，体会探究的乐趣，感悟物理学的统一美。

教学重难点教学重点1．探究加速度与力、质量关系的实验设计、实验步骤、数据处理。

2．加速度与力、质量的关系。

教学难点1．探究加速度与力、质量关系的实验设计、实验步骤、数据处理。

2．加速度与力、质量的关系。

教学准备多媒体课件、长木板、小车、钩码、细绳、纸带、打点计时器、小盘教学过程新课引入教师活动：展示人推车的图片。

教师口述：日常生活中，我们常见到如图所示的情境：若帮忙推车的人越多，推力越大，车的速度改变就越快；相同推力下，若汽车是空车，则比满载时速度改变快。

可见，汽车获得的加速度与其质量和所受外力有关。

通过观察，加速度与力和质量可能存在以下关系：对同一物体，作用力越大，加速度越大；对不同物体，在相同力的作用下，物体质量越小，加速度越大。

真有这样的规律吗？下面，我们通过实验来探究加速度与力、质量之间的关系。

讲授新课一、实验目的教师口述：通过刚才的讨论。

我们已经知道了本次的实验即为探究加速度与力、质量的关系。

二、实验设计（一）整体思路教师设问：可能影响加速度的因素有两个，一是质量，二力外力。

怎样才能判断某一可能因素是否对加速度有影响呢？学生活动：学生之间讨论老师所提问题，然后举手回答。

教师活动：理答。

控制变量法。

在探究质量对加速度的影响时，控制合外力不变，改变研究对象质量的大小，观察加速度的变化。

在探究外力对加速度的影响时，探究研究对象的质量不变，改变外力的大小，观察研究对象加速度的变化。

（二）要测量的物理量教师设问：需要测量哪些物理量？学生活动：学生之间讨论教师所提问题，然后举手回答。

教师活动：理答。

要测量的物理量：加速度、质量、力。

（三）物理量的测量教师活动：设问质量、加速度、力的测量。

§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,而牵引力小的时候速度增大的慢.说明其他因素相同的情况下,牵引力大的物体速度容易改变.也就是牵引力大的物体加速度大.通过以上复习提问;让学生从定性上知道:物体的加速度与它的质量以及所受的合外力的关系.即加速度与质量成反比而与所受的合外力成正比.新课教学在上面通过复习定性知道了加速度a与物体的质量m和物体所受的合外力f的关系,但是科学要求严谨性,所以我们要定量的知道a与m和f的关系.因此我要通过实验得到这三者之间具体是什么关系.那下面我们就要针对这个目标,该怎么来研究加速度a与物体的质量m和物体所受的合外力f 的关系呢?需要用什么方法呢.学生根据在初中学习过的研究电阻与电压和电流的关系中知道要想研究某个物理量与几个因素的关系时,要采用一种常见的物理实验方法--------控制变量法.接下来设计实验:(一)、实验思路1、a与f的关系(保持物体的质量不变)2、a 与m的关系(保持物体所受的合外力不变)(二) 、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.在这个过程教师要能够引导学生根据实验的设计思路需要,给出实验器材,而且要知道这些器材的用途.(三) 设计装置该实验装置中，水平方向是不是只受到钩码的拉力作用？还有没有其他力？这个力对实验有没有影响？如何消除这一影响呢？通过引导学生对影响实验的各种因素进行分析，让学生进一步体会所学的知识的实践意义，培养他们的创新能力。

实验探究加速度与力和质量的关系教案简介这个教案将帮助学生通过实验来探究加速度与力和质量的关系。

通过进行实验，学生们将能够观察到不同力和质量对加速度的影响，并深入了解它们之间的关系。

目标通过实验理解加速度、力和质量的概念。

掌握测量加速度的方法，并能解释测量结果。

探究加速度与力、质量之间的关系。

教学步骤引入概念：向学生介绍加速度、力和质量的定义和作用，并解释它们之间的关系。

实验准备：为学生准备实验所需材料，如小车、定时器、测量工具等。

实验设计：让学生分组设计实验方案，包括选择不同力和质量的组合，并确定测量加速度的方法。

实验操作：学生按照设计方案进行实验操作，记录实验数据。

数据分析：帮助学生分析实验数据，比较不同力和质量组合下的加速度变化情况。

结论总结：引导学生总结实验结果，归纳出加速度与力、质量之间的关系，并解释其原因。

拓展思考：鼓励学生思考实验中可能存在的误差和改进方法，以及实验结果在实际生活中的应用等相关问题。

课堂讨论：组织学生就实验过程和结果展开讨论，促进他们对概念的深入理解和能力的培养。

教学评价观察学生在实验操作过程中的表现和数据记录能力。

听取学生对实验结果的解释和推理能力。

指导学生撰写实验报告，包括实验设计、数据分析和结论。

参考资料提供学生参考的课堂讲义、教科书或在线资源，以加深他们对加速度、力和质量关系的理解。

通过本实验，学生将能够理解力对物体运动状态的影响以及质量对加速度的影响，并且能够建立它们之间的关系。

实验步骤准备实验所需材料，包括弹簧秤、不同质量的物体、测量尺、计时器等。

将弹簧秤固定在水平台上。

将不同质量的物体挂在弹簧秤上，记录下每个物体的质量。

将物体以水平方向推动，用计时器记录下物体通过固定距离所用的时间。

计算出每个物体的加速度。

分析并讨论实验结果，探究加速度与力和质量之间的关系。

分析并讨论实验结果，探究加速度与力和质量之间的关系。

以下是一个实验探究加速度与力和质量的关系的简要教案：
实验名称：探究加速度与力和质量的关系
实验目的：
1. 了解力对物体运动状态的影响；
2. 探究加速度与施加的力和物体质量之间的关系。

实验材料：
1. 平滑水平桌面
2. 小推车或滑轮组
3. 牵引绳
4. 弹簧测力计
5. 不同质量的金属块
实验步骤：
1. 在水平桌面上放置小推车或滑轮组。

2. 用牵引绳连接弹簧测力计和小推车，并确保绳子通过滑轮组。

3. 给小推车施加不同大小的拉力，记录每次施加的力值。

4. 将不同质量的金属块放在小推车上，保持拉力不变，记录金属块的质量和推车的加速度。

5. 重复实验多次，以获得可靠的数据。

实验数据处理：
1. 根据实验数据绘制力与加速度的图表，分析它们之间的关系。

2. 计算不同质量下的加速度，比较结果并总结规律。

实验注意事项：
1. 确保实验台面光滑水平，减少外界干扰。

2. 每次实验前都要校准弹簧测力计，确保准确性。

3. 实验时要小心操作，避免受伤。

思考问题：
1. 根据实验结果，你觉得加速度与施加的力和物体质量之间有何关系？
2. 实际生活中还有哪些情况符合你在本实验中得出的结论？
通过这个实验，学生可以直观地感受到力对物体运动状态的影响，理解加速度与力和质量之间的关系。

同时，培养学生的实验设计能力和数据分析能力。

实验探究加速度与力质量的关系教学设计实验名称：探究加速度与力、质量的关系实验目的：1.确定质量和力对物体加速度的影响关系。

2. 学生通过实验观察和数据分析，理解牛顿第二定律F=ma。

实验器材：1.弹簧测力计2.物体滑块3.光滑水平面4.质量盒5.弹簧片等实验步骤：1.实验前准备：a.将弹簧片挂在墙上，并调整其高度，使其与水平面平行。

b.将挂在弹簧片上的质量盒取下，称量质量m。

c.将弹簧测力计挂在质量盒下方，使其不接触水平面。

2.实验设计：改变力的大小，测量物体的加速度。

a.选择一个合适的质量盒（质量较小）作为滑块，将其放在水平面上。

b.用弹簧测力计测量质量盒的质量，并将测得的质量记录下来。

c.将弹簧测力计拉到第一个刻度线处，测量弹簧测力计的示数作为施加在质量盒上的力F1d.记录质量盒的加速度a1e.重复步骤c和d，每次拉动弹簧测力计使其示数增加一个刻度线，分别测量力F2、F3、F4...，对应的加速度分别记录为a2、a3、a4...3.实验数据的处理和分析：a.将实验数据整理成表格，包括力的大小F和加速度的大小a的值。

b.绘制力F和加速度a的散点图。

c.根据散点图的趋势，判断力和加速度的关系。

实验注意事项：1.实验过程中，保证水平面的光滑，以减小摩擦的影响。

2.弹簧测力计的示数应稳定后再进行读数。

3.实验过程中要求学生记录详细的数据和观察结果，以便后续的数据处理和分析。

实验结果分析：根据实验数据和散点图的观察，可以得出以下结论：1.物体的质量对加速度没有影响，即质量的大小不会改变物体的加速度。

2.力的大小和物体的加速度成正比，即力的增大会导致加速度的增大。

3. 根据牛顿第二定律F=ma，加速度和力的关系可以用直线表示。

实验拓展：1.尝试使用不同质量的滑块进行实验，观察质量对加速度的影响。

2.利用上述实验装置，进一步探究摩擦力对物体加速度的影响。

3.将实验结果与理论计算结果进行对比，检验牛顿第二定律的有效性。

《探究加速度与力、质量的关系》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）学生能理解加速度与力、质量的关系。

（2）学生能够通过实验探究，得出加速度与力、质量的定量关系。

（3）学生能够运用牛顿第二定律解决简单的力学问题。

2、过程与方法目标（1）通过实验探究，让学生经历科学探究的过程，学习科学探究的方法，培养学生的实验操作能力和数据分析能力。

（2）通过对实验数据的分析和处理，培养学生的逻辑思维能力和归纳总结能力。

3、情感态度与价值观目标（1）培养学生的科学态度和合作精神，让学生在探究过程中体验成功的喜悦，增强学习物理的兴趣和信心。

（2）让学生体会物理学在生活中的广泛应用，培养学生将物理知识应用于实际生活的意识。

二、教学重难点1、教学重点（1）探究加速度与力、质量的关系的实验设计和操作。

（2）对实验数据的分析和处理，得出加速度与力、质量的定量关系。

2、教学难点（1）实验误差的分析和控制。

（2）牛顿第二定律的理解和应用。

三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法四、教学过程1、导入新课通过播放一段汽车加速和刹车的视频，引导学生思考汽车的加速度与什么因素有关。

然后提出问题：加速度与力、质量之间有什么关系？2、新课教学（1）提出猜想让学生根据生活经验和已有的知识，对加速度与力、质量的关系进行猜想。

学生可能会提出：加速度与力成正比，与质量成反比。

（2）实验设计①介绍实验器材：小车、砝码、托盘、细绳、打点计时器、纸带、刻度尺、天平。

②实验原理：让小车在细绳的拉力作用下做匀加速直线运动，通过打点计时器在纸带上打出的点，计算小车的加速度。

改变小车所受的拉力和小车的质量，测量不同情况下小车的加速度，从而探究加速度与力、质量的关系。

③实验步骤：a 用天平测量小车的质量 M，并记录。

b 按实验装置图安装好实验器材，将纸带穿过打点计时器，并将纸带的一端固定在小车上。

c 在托盘里放入适量的砝码，使小车在细绳的拉力作用下做匀加速直线运动，打出一条纸带。

4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 教案【教学目标】 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。

【重点难点】 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。

【教材解读】【实验目的】 探究加速度与力、质量的关系．【实验原理】 利用砂及砂桶通过细线牵引小车做加速运动的方法，采用控制变量法研究上述两组关系．如图所示，通过适当的调节，使小车所受的阻力忽略，当M 和m 做加速运动时，可以得到a =mg M m+，mg m M M F +=，当M 》m 时，可近似认为小车所受的拉力T 等于mg 。

本实验第一部分保持小车的质量不变，改变m 的大小，测出相应的a ，探究a 与F 的关系；第二部分保持m 不变，改变M 的大小，测出小车运动的加速度a ，探究a 与M 的关系。

【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，小桶，细绳，砂，低压交流电源，两根导线，天平，刻度尺，砝码．【实验步骤及器材调整】（1）用天平测出小车和小桶的质量M 和m ，把数值记录下来。

（2）按教材中的装置把实验器材安装好。

（3）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，反复移动其位置，直至不挂砂桶的小车刚好在斜面上保持匀速运动为止。

（4）将砂桶通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，使小车运动，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。

（5）保持小车的质量不变，改变砂桶中的砂量重复步骤（4），每次记录必须在相应的纸带上做上标记，列表格将记录的数据填写在表内。

（6）建立坐标系，用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，在坐标系上描点，画出相应的图线，探究a 与F 的关系。

（7）保持砂及小桶的质量不变，改变小车的质量（在小车上增减砝码），重复上述步骤（5）、（6），探究a 与M 的关系。

【注意事项】（1）在本实验中，必须平衡摩擦力，方法是将长木板的一端垫起，而垫起的位置要恰当．在位置确定以后，不能再更换倾角．（2）改变m和M的大小时，每次小车开始释放时应尽量靠近打点计时器，而且先通电再放小车．（3）每次利用纸带确定a时，应求解其平均加速度．（4）作图时，要使尽量多的点在直线上，不在直线上的点应对称分布在直线的两侧，误差较大的舍去．例（2013·安徽省示范高中高三联考）小明在实验室采用如图所示装置探究“物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系”时，设小车及车中的驻码的总质量为M，砂及砂桶的总质量为m。

第四章运动和力的关系第二节探究加速度与力、质量的关系一、教学目标1.知识与技能：理解并掌握牛顿第二定律的基本内容，即加速度与力、质量之间的关系。

学会通过实验方法探究加速度、力、质量三者之间的定量关系。

能够运用控制变量法设计实验，并准确记录和分析实验数据。

2.过程与方法：通过实验操作和数据分析，培养学生的动手能力和科学探究精神。

引导学生运用逻辑推理和数学方法处理实验数据，得出科学结论。

3.情感态度与价值观：激发学生对物理学的兴趣和好奇心，培养严谨的科学态度。

培养学生团队合作和沟通交流的能力，增强团队协作精神。

二、教学重难点1.教学重点：牛顿第二定律的内容及其理解。

通过实验探究加速度与力、质量之间的关系。

2.教学难点：实验设计的合理性，确保控制变量的准确性。

数据处理和分析，正确得出加速度、力、质量之间的定量关系。

三、教学方法实验探究法：通过设计实验，让学生亲手操作，探究加速度与力、质量之间的关系。

讨论交流法：引导学生分组讨论实验设计、数据记录和分析方法，培养团队合作和沟通能力。

归纳总结法：通过实验数据和逻辑推理，归纳总结出牛顿第二定律。

四、教学用具实验器材：小车、打点计时器、纸带、刻度尺、砝码、弹簧秤、斜面等。

多媒体设备：用于展示实验步骤、数据记录表格和实验结果。

五、教学过程1.导入新课：通过回顾牛顿第一定律，引出物体运动状态改变需要力的作用，进而提出加速度与力、质量之间可能存在的关系。

2.讲授新课：介绍牛顿第二定律的基本内容，即F=ma，其中F为物体受到的合力，m为物体的质量，a为物体的加速度。

讲解控制变量法的原理及其在物理实验中的应用。

3.实验设计：引导学生分组讨论实验设计，确定实验步骤和注意事项。

强调控制变量法在实验中的应用，即分别探究加速度与质量、加速度与力的关系时，需要保持另一个变量不变。

4.实验操作：学生分组进行实验，记录实验数据。

教师巡回指导，确保实验操作的正确性和安全性。

5.数据分析：学生根据实验数据，运用数学方法（如比例法、图像法等）分析加速度与力、质量之间的关系。

第4章第2节实验探究加速度与力、质量的关系【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。

【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。

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创新精神.2、使学生体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

【教学过程】【实验目的】1．学会用控制变量法研究物理规律.2．验证牛顿第二定律。

3．掌握利用图象处理数据的方法.【实验原理】探究加速度a与力F及质量M的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控制一个参量——小车的质量M不变，探究加速度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，探究加速度a与小车质量M的关系。

【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、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码、薄木块。

【实验步骤】1．称量质量：用天平测小盘的质量m0和小车的质量M0。

2．安装器材:按照实验原理图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即无小车牵引力）。

3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,反复移动薄木块的位置,直至小车在不挂小盘和砝码的情况下能沿木板做匀速直线运动为止。

4．测量加速度：（1）保持小车的质量不变：把小车靠近打点计时器，挂上小盘和砝码，先接通电源,再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带.计算小盘和砝码的重力,即为小车所受的合力,由纸带计算出小车的加速度，并把力和对应的加速度填入表（一)中。

改变小盘内砝码的个数，并多做几次。

（2）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,并将所对应的质量和加速度填入表（二）中.改变小车上砝码的个数，并多做几次。

学案2 探究加速度与力、质量的关系[学习目标定位] 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 －1m 图像.3.通过实验探究加速度与力、质量的定量关系．知识储备区一、实验器材小车、砝码、小桶、砂、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺、天平．二、实验原理实验的基本思想——控制变量法1．保持研究对象即小车的质量不变，改变小桶内砂的质量，即改变作用力，测出小车的对应加速度，验证加速度是否正比于作用力．2．保持小桶中砂的质量不变，即保持作用力不变，改变研究对象的质量，测出对应不同质量的加速度，验证加速度是否反比于质量.学习探究区一、实验方案的设计1．三个物理量的测量方法——近似法本实验的研究对象：放在长木板上的小车在拉力的作用下做匀加速直线运动．(装置如图1所示)．图1(1)小车质量的测量利用天平测出，在小车上增减砝码可改变小车的质量． (2)拉力的测量当小桶和砂的质量远小于小车的质量时，可以认为小桶和砂的重力近似等于对小车的拉力，即F ≈mg .(3)加速度的测量：逐差法．2．实验数据的处理方法——图像法、“化曲为直”法 (1)研究加速度a 和力F 的关系图2以加速度a 为纵坐标，以力F 为横坐标，根据测量数据描点，然后作出图像，如图2所示，若图像是一条通过原点的直线，就能说明a 与F 成正比．(2)研究加速度a 与物体质量m 的关系如图3甲所示，因为a －m 图像是曲线，检查a －m 图像是不是双曲线，就能判断它们之间是不是反比例关系，但检查这条曲线是不是双曲线，相当困难．若a 和m 成反比，则a 与1m 必成正比．我们采取“化曲为直”的方法，以a 为纵坐标，以1m 为横坐标，作出a －1m 图像，若a －1m 图像是一条直线，如图乙所示，说明a 与1m 成正比，即a 与m 成反比．图3二、实验步骤1．用天平测出小车的质量M ，并把数值记录下来． 2．按图4所示的装置把实验器材安装好．图43．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，多次移动木块位置，直到轻推小车，使小车在斜面上运动时可保持匀速直线运动为止．4．在小桶里放入适量的砂，在小车上加放适量的砝码，用天平测出小桶和砂的质量m ，并记录下来．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．5．保持小车的质量不变，改变砂和小桶的质量，按步骤4再做5次实验．6．在每条纸带上选取一段比较理想的部分，算出每条纸带对应的加速度的值并记录在表格的相应位置.7.a －F 图像，从而得出a －F 的关系．8．保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，求出相应的加速度，并设计表格如下．根据实验结果画出小车运动的a －1M 图像，从而得出a －M 的关系.9.三、注意事项1．实验中应先接通电源后释放小车．2．在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源．用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡．3．改变砂的质量过程中，要始终保证砂桶(包括砂)的质量远小于小车的质量． 4．作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能的分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去．典例精析例 某实验小组利用图5所示的装置探究加速度与力、质量的关系．图5(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．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源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)图6是甲、乙两同学根据实验数据画出的图像．图6形成图线甲的原因是______________________________________________________．形成图线乙的原因是______________________________________________________．解析(1)实验中细绳要与长木板保持平行，A项正确；平衡摩擦力时不能将装有砝码的砝码桶通过细绳绕过滑轮拴在木块上，这样无法平衡摩擦力，B项错误；实验时应先接通打点计时器的电源再放开木块，C项错误；平衡摩擦力后，改变木块上的砝码的质量后不再需要重新平衡摩擦力，D项正确．(2)图线甲中F＝0时，木块就有了加速度，可见是长木板倾角过大．图线乙中，有了拉力时，加速度仍为0，说明未平衡摩擦力或长木板倾角过小．答案(1)AD (2)长木板倾角过大未平衡摩擦力或长木板倾角过小自我检测区为了探究加速度与力的关系，使用如图7所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2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s，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：图7(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？(2)若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是_______ _．A．m1＝5 g B．m2＝15 gC．m3＝40 g D．m4＝400 g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度a的表达式为：________.(用Δt1、Δt2、D、s表示)答案(1)见解析(2)D (3)a ＝DΔt 22－DΔt122s解析(1)取下牵引砝码，滑行器放在任意位置都不动，或取下牵引砝码，轻推滑行器，数字计时器记录每一个光电门的光束被遮挡的时间Δt都相等．(2)本实验只有在满足m≪M的条件下，才可以用牵引砝码的重力近似等于对滑行器的拉力，所以D是不合适的．(3)由于挡光片通过光电门的时间很短，所以可以认为挡光片通过光电门这段时间内的平均速度等于瞬时速度，即有v1＝DΔt1，v2＝DΔt2，再根据运动学公式v22－v21＝2as得：a＝DΔt22－DΔt122s.。

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22t x测量位移并用秒表测量时间，由公式a= 算出加速度① 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。

实验：探究加速度与力、质量的关系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。

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（1）用天平测出小车的质量；（2）按图装好实验器材，平衡摩擦力。

（3）控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连，打开打点计时器，释放小车，测出一组数据。

（4）保持小车上的砝码个数不变，改变钩码质量，并测量得F（钩码质量远小于小车质量），多测几组数据。

注意：只有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。

（5）控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据填入表中。

（6）分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；（7）作a－F关系图象，并由图象确定a－F关系。

42《实验探究加速度与力质量的关系》教案_教案：实验探究加速度与力、质量的关系一、实验目标：通过实验，探究加速度与力、质量的关系，进一步理解牛顿第二定律。

二、实验器材和药材：1.物体：小球、各种不同质量的金属块2.实验平台和滑轨：保证实验进行的平稳和准确3.弹簧测力计：测量物体所受的拉力大小4.定滑轮和活动滑轮：用于改变物体所受的力的方向5.实验电子天平：测量物体的质量6.计时器：计量物体运动的时间三、实验步骤：1.实验准备：a.在实验平台上设置滑轨，以确保实验对象的平稳和准确。

b.在滑轨的一侧固定一个定滑轮，并在滑轨另一侧设置一个活动滑轮，以改变物体所受到的力的方向。

c.在滑轨的一侧固定一个弹簧测力计，用于测量物体所受到的拉力大小。

d.将实验电子天平放置于实验平台上，并确保准确测量物体的质量。

e.准备计时器，以记录物体运动的时间。

2.实验操作：a.选取一个小球作为实验对象，并称量其质量m。

b.将小球放置在滑轨上，并确保其可以顺利滑动。

c.使用弹簧测力计测量小球所受到的拉力F，并记录下来。

d.使用计时器，记录小球从起始位置滑向结束位置所用的时间t。

e.重复上述实验步骤，但改变物体的质量m（例如使用不同质量的金属块）。

f.记录拉力F和时间t，然后计算加速度a=(2s/t^2)，其中s是小球从起始位置滑向结束位置的距离。

g.对于每个质量m，重复实验步骤c至f，以获得多个加速度a的数值。

四、实验数据的处理与分析：1.将实验数据整理成表格的形式，分别列出物体质量m、所受拉力F、滑动时间t以及计算得到的加速度a的数值。

2.根据实验数据绘制物体质量m与加速度a的散点图。

3.观察散点图的分布情况，推测加速度a与物体质量m之间的关系。

4.根据实验数据分析，列出结论：加速度a与物体质量m成何种关系。

五、实验注意事项：1.实验中使用的平台和滑轨必须保持平稳，以确保实验的准确性。

2.实验中小球所受到的力应保持稳定，避免其他因素对实验结果产生影响。

4.2实验：探究加速度与力、质量的关系教案（一）教学课题：实验探究加速度与力、质量的关系课标要求：通过实验，探究加速度与物体受力、物体质量的关系。

教学目标：1、使学生经历探究加速度与物体受力、物体质量的关系的过程。

2、让学生感悟控制变量法、图象法等科学研究方法的应用。

3、使学生体验通过自己探究物理规律，获得物理知识的乐趣。

4、使学生的观察能力、质疑能力、分析问题的能力和交流合作的能力得以提高。

教学重点：加速度与物体受力、物体质量的关系的实验探究过程。

教学难点：指导学生猜想加速度与力、质量的关系，实验数据处理及分析论证得出结论课型：实验探究课教学器材：视频材料、带有定滑轮的长木、小车、打点计时器、钩码、天平、CAI课件教学整体思路：↓↓↓↓↓↓↓↓↓置第二定律作业一、教学中出现的问题：1、少数学生实验技能掌握不够，打占计时器测量加速度的知识有遗忘，有个别组的同学未能完成实验。

2、个别组同学对实验有畏难情绪，不敢放手操作。

3、部分同学图象法处理数据能力不够。

二、改进措施：进一步提高学生的探究能力，包括猜想能力、设计实验能力、数据处理与分析能力。

三、教学体会：本实验只是让学生对自然规律的探究有所体验，实际上一个规律的发现不可能只能过一次或几次简单的测量实验就得出的，任何一个规律都需要通过大量的实验事实来论证，本实验旨在培养学生的科学态度和科学精神，让学生通过实验，尝试应用科学探究的方法，体验科学实验的艰辛和乐趣，基本符合新课程培养学生的目标要求。

这节课，本人坚持课改精神，采取“自主探究，启发导学”的教法，让学生主动参与动手实验中学习知识，充分调动学生的学习兴趣和积极性，同时在实验中充分体现了合作探究的学习方式。

4.2实验；探究加速度与力和质量的关系教案3教学目标：1、通过实验得出物体的加速度与物体的质量及其受力之间的关系。

2、会根据测量结果分别作出a-F图像和a-1/m图像，并对他们进行初步分析。

3、体会在物理研究中如何使用控制变量法。

重点难点：1、会设计实验探究加速度与力和加速度与质量的关系。

2、会通过图像处理数据探究规律预习题：1、从教材彩图中我们可以知道加速度随力的增大而，加速度随质量的增大而。

2、在探究加速度与力和质量关系的试验中，我们使用的是法，先让 ______不变，找出和的关系；在让不变，找出和的关系。

3、为了消除试验中摩擦力的影响，我们采用将木板，其原理是。

4、试验中通过改变来达到改变小车受力变化的目的，此时保持不变；通过来达到改变小车质量的目的，此时保持不变。

5、在利用打点计时器测量加速度时，打点计时器和小车初位置应该在哪里。

6、在进行数据处理时，为了探究加速度与力的关系，我们做出了图像，你认为该图像应该是，为了探究加速度与质量的关系，我们做出了图像，你认为该图像应该是，7、在练习与评价第1题中给我们设计了一个实验方案，你认为两个小车在整个运动过程中是相同的。

试运用X=Vt+1/2at2推导两个小车运动的位移和加速度之间的关系，你的结论是。

8、通过本实验，我们最后得出结论，加速度与力成，加速度与质量成。

授课过程：一、新课导入1、复习牛顿第一定律，力是改变物体运动状态的原因，是产生加速度的原因，思考物体受力时产生的加速度与哪些因素有关？二、进行新课2、影响物体加速度的因素学生活动：思考图3-2-1，定性的说出F、a、m三者之间的关系。

教师活动：提问并总结补充。

3、实验设计教师活动：对学生进行提问，有学生回答，知道控制变量法。

学生活动：回答老师提问，在探究一个量和几个量之间的关系时，先探究某两个量之间的关系而保证其他量不变得一种方法。

教师活动：演示实验仪器，以及实验过程。

让学生思考、解决实验中出现的问题以及可能存在的误差因素，并进行修正。