下载文档原格式
第2节实验：探究加速度与力、质量的关系导学案【学习目标】1.能够设计探究加速度与力、质量的关系实验方案。
2.能够完成实验的操作和测量过程，以及通过控制变量法对数据进行图像处理，体验如何平衡摩擦力，减小系统误差（钩码所受的重力不等于小车所受的拉力等）的操作方法。
【学习重难点】1.怎样测量物体的加速度；（重点）2.平衡摩擦力和测量物体所受的合外力；（重点）3.对平衡摩擦力方法的理解以及测量物体所受的合力的方法；（难点）4.指导学生选器材、设计方案、进行实验、作出图像、得出结论。
（难点）【知识回顾】1.牛顿第一定律：一切物体总保持状态或静止状态，除非作用在它上面的迫使它改变这种状态。
2.意义：揭示了运动与力的关系，即力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。
3.惯性：物体保持原来状态或静止状态的性质叫作惯性。
牛顿第一定律也被叫作惯性定律。
4.惯性与质量：决定物体惯性大小的物理量是它的质量，质量大的物体惯性。
说明惯性大小只由质量大小决定，与其他因素无关。
【自主预习】1.实验方法：法2.实验思路：本实验有三个需要测量的量：物体的、物体所受的和物体的。
测出它们的值，分析数据，得出结论。
(1)质量M：用测量。
(2)测量物体的加速度a方案一：利用打出的纸带测量小车的加速度a。
“逐差法”求解加速度：方案二：让两个小车做初速度为0的匀加速直线运动，在相等的时间内，由x ＝12at 2知 ，把测量加速度转换成测量位移。
(3)测物体受到的拉力F方案一：用 法补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，小车所受的拉力近似等于槽码的总重力。
阻力补偿后，绳的拉力F 为小车所受合外力，绳的拉力F ＝mg 须满足 的条件，其中m 为槽码质量，M 为小车质量。
方案二：用 测拉力【课堂探究】 思考与讨论：(1)由牛顿第一定律的学习，什么是改变物体运动状态的原因？ (2)由牛顿第一定律的学习，质量的大小对物体状态的改变是否有影响？(3)我们知道描述物体状态改变的物理量是速度，那么速度变化的快慢我们通常用哪个物理量来描述？ (4)加速度与力、质量之间存在怎样的定量关系呢？ 一、实验思路 思考与讨论：(1)当我们要探究某个物理量与另外两个或多个物理量之间的定量关系时，我们在探究过程中通常需要如何来做比较合理？(2)我们在探究加速度与力、质量的关系时，我们应当如何应用控制变量法来进行实验？ (3)根据以上讨论，你认为实验过程中我们需要测量哪些物理量呢？(4)为最终实现对加速度与力、质量关系的探究，你是否可以用以下实验器材设计一个或几个方案完成这一任务呢？二、物理量的测量（一）物理量的测量1.质量的测量：用测量2.加速度的测量：方法一：如果物体做初速度为零的匀加速直线运动，则可利用刻度尺测量位移和秒表测量时间，然后由公式可算出。
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
C.物体的质量m 与加速度a 成正比
D.物体的质量m 与加速度a 成反比
6.下图是某些同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是（ ）
A.形成图（甲）的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
B.形成图（乙）的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
C.形成图（丙）的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
D.形成图（丁）的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
7.已知物体的加速度a 与物体的受力F 及物体的质量m 满足关系式a ∝F ，a ∝
m
1
.在光滑的水平面上有一质量为m 的物体受到水平力F 作用，在t 时间内由静止开始移动了s 距离，今要使距离变为4s ，可采用以下哪些方法（ ）
A.将水平恒力增为4F
B.将物体的质量减为原来的4
1
C.将作用时间增为4t
D.将作用时间增为2t
能力提升
8.如图所示是某同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验时已接通电源正要释放纸带时的情况，请你指出该同学的四个错误.
9.用斜面、小车、砂桶、砝码、打点计时器做“探究加速度与力、质量关系”的实验中，得到如图所示的纸带，相邻记数点间的时间间隔为T ，且x 1、x 2、x 3、…、x 6已测量出.请写出计算加速度的表达式.
【课后练习】
1.AD
2.D
3.ABCD
4.BC
5.B
6.AD
7.ABD
8.①电源应用低压交流电源
②滑轮的位置应使拉线水平
③小车应靠近打点计时器
④木板应垫高右端平衡摩擦力.
9.（1）a=
2
1
2
3
4
5
6
9
) (
) (
T
x
x
x
x
x
x+
+
-
+
+
.。
