人教版高中物理必修一同步教学导学案4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系(无答案)

高一物理 必修1

1 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系

班级： 组别： 姓名： 时间：2013

【情境导入】

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

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？

加速度与力、质量存在什么关系呢？

【学习目标】

1、学会用控制变量法研究物理规律，

2、学会怎样由试验结果得出结论，

3、探究加速度与力、质量的关系

【学习重点】

探究加速度与力、质量的关系

【学习难点】

由实验结果得出结论

【方法指导】

自主探究、交流讨论、自主归纳

【独立学习】

（认真阅读教材p71-74页完成下列问题）

一、实验目的

1、 探究加速度与力、质量的关系：当质量一定时，加速度与力成 ；当作用力一定时，加速度与质量成 。

二、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化，而研究其中 的变化的方法。本试验有F m a三个参量，研究加速度与力、质量的关系时，我们先控制一个变量。即当力不变时，加速度与 的关系；当质量不变时，加速度与 的关系。

2、要测量的物理量有：

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2 打点计时器 纸带

三、实验器材

打点计时器，纸带及复写纸片，小车，一端附有定滑轮的长木板，小桶和砂，细绳，导线，

天平， ， 砝码。

四、实验步骤

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、按图把实验器材装好，不挂小桶。

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，让小车能在其上面做匀速运动。

4、把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，先接通电源在放开小车，取下纸带并标上号码。

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知识点梳理

重点题型（常考知识点）巩固练习

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。

- 1 - 专题一 直线运动与牛顿运动定律应用

【考纲要求】

内 容 要求 说 明

1．质点 参考系和坐标系 Ⅰ 非惯性参考系不作要求

2．路程和位移 时间和时刻 Ⅱ

3．匀速直线运动 速度和速率 Ⅱ

4．变速直线运动 平均速度和瞬时速度 Ⅰ

5．速度随时间的变化规律（实验、探究） Ⅱ

6．匀变速直线运动 自由落体运动 加速度 Ⅱ

11．牛顿运动定律及其应用 Ⅱ 加速度不同的连接体问题不作要求；在非惯性系内运动的问题不作要求

12．加速度与物体质量、物体受力的关系（实验、探究） Ⅱ

【重点知识梳理】

一.物体运动的描述

1．几个易混淆概念的区别

（1）路程与位移：路程是指物体运动__________，位移是表示物体位置变化的物理量，是从________到_________的一条_____线段。

（2）时间与时刻：时刻是时间轴上的一个______，与______（填“状态量”或“过程量”）相对应；时间是时间轴上的一条______，与__________（填“状态量”或“过程量”）相对应。

（3）平均速度与平均速率：平均速度是________与所用时间的比值，是矢量；平均速率是________与所用时间的比值，是矢量。

（4）速度变化、速度变化率、速度快慢：

2．加速度（a）

（1）物理意义：________________________________________________________

（2）定义式：________________________________________________________

（3）决定加速度的因素：__________________________；__________________________。

3．匀变速直线运动的规律：

（1）速度时间公式：_____________________（2）位移时间公式：_____________________

高一物理课堂练习

卷一 选择题部分（共31分）

一、选择题（本题共5题，每小题3分，共15分）

1、由于地球的自转，地球表面上各点均做匀速圆周运动，所以（ ）

A．地球表面各处具有相同大小的线速度 B．地球表面各处具有相同大小的加速度

C．地球表面各处的周期相同 D．地球上各处所受的向心力大小相等

2、用绳系一个小球，使它在光滑水平面上做匀速圆周运动，小球受几个力的作用分析正确的是（ ）

A．重力，桌面的支持力，绳的拉力，向心力

B．重力，桌面的支持力，摩擦力

C．重力，桌面的支持力，绳的拉力

D．重力，桌面的支持力，摩擦力，向心力

3、关于向心加速度的物理意义（ ）

A．它描述的是线速度方向变化的快慢

B．它描述的是线速度大小变化的快慢

C．它描述的是向心力变化的快慢

D．它描述的是角速度变化的快慢

4、一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相等的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，A的运动半径较大，则（ ）

A．球A的线速度等于球B的线速度

B．球A的角速度等于球B的角速度

C．球A的运动周期小于球B的运动周期

D．球A与球B对筒壁的压力相等

5、两个质量均为M的星体，其连线的垂直平分线为AB。O为两星体连线的中点，如图，一个质量为M的物体从O沿OA方向运动，则它受到的万有引力大小变化情况是（ ）

A．一直增大 B．一直减小

C．先减小，后增大 D．先增大，后减小

二、多选题（每题至少有一个答案正确，每题4分，错选不得分，漏选得2分。共16分）

6、对于万有引力定律的表述式221rmmGF，下面说法中正确的是（ ）

A．公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的

B．当r趋近于零时，万有引力趋于无穷大

C．m1与m2受到的引力大小总是相等的，方向相反，是一对平衡力