2012高中物理4.2实验：探究加速度与力、质量的关系13课件新人教版必修1

引导讲解
我们以参考案例2给大家分析：以小车为研究对象，利用 控制变量法探究小车的加速度a与其所受的合力F以及质 量M之间的关系。在这个实验中通过受力分析，小车是受 到摩擦力作用的，为消除摩擦力对实验的影响，可在不 挂砝码和盘时，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，直至小车能在斜面上匀速 运动（可从打出的纸带上点迹是否均匀来判断）。这时， 小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车重力在 沿斜面方向上的分力平衡。
讨论研究数据处理的方法
学生分组相互研究，得出画 a
1 图象比较合理 M
设计表格，如下： 次数 项目
1
2
3
4
5
6
a/m· s-2
m/kg
1 -1 m /kg
设计意图：培养学生运用所学知识处理实验数据的能力。
讨论得出结论
学生分组讨论得出：我们可以得出这样的结论：物 体的加速度和物体所受的合外力成正比，和物体的 质量成反比．
通过学生讨论得出： 1.与物体的质量和物体所受的力有关系．力越大，加速度越大；质量越大， 加速度越小． 2. 力应该是物体所受的合力，以上图为例，物体所受的重力和支持力相等， 不参与加速度的提供。
设计意图
1．让学生理解加速度与哪些量有关。 2．研究多个变量之间关系，我们常常 控制其余几 个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的 影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法 叫控制变量法。
总结：我们得出的结论是不是一个定理性的结论呢?仅靠少量的实验 是不行的，应该通过更为精确的实验和更多次的实验进行证明，不 过我们大家在现有水平下能够得出这个结论是非常了不起的，这是 我们下节课要学的牛顿第二定律的内容．
设计意图：引导学生通过本次实验为学习牛顿第二定律打下基础。

画出a-F和a-1/m的图像
3、实验方案：
利用打点计时器来探究加速度与力、
方案一： 质量的关系
小车 纸带 打点计时器
（1）保持小车质量不变，改变拉力，测出 不同拉力F作用下小车的加速度a，然后作 出a——F图象 （2）保持拉力不变，改变小车质量，测出不同 质量时小车的加速度a，然后作出a——m图象， 再转化为a——1/m 困难：如何求加速度？
复习：力和运动的关系是怎样的？ 力是改变物体运动状态的原因
力是物体速度改变的原因
力是产生加速度的原因 问题：加速度与哪些因素有关？ 小实验：
加速度与力、质量有关
猜想：加速度与力、质量是怎样的关 系？
你猜想的理由是什么？
（一）实验探究：
1、实验方法 ：
控制变量法
m一定 a—F F一定 a—m
2、实验数据分析方 法 ：
x 1 at2 2
a1 x1 a2 x2
5、实验：
探究一: 探究a与F的关系
小车的质量不变
小车1
小车2
次数
拉车钩码（g） （F1）
位移x1/cm
拉车钩码（g） （F2）
位移x2/cm
1 2 3 4
探究二: 探究a与m的关系
F不变，即小桶+钩码质量不变
次数
小桶+钩码（g ） 小桶+钩码（g）
小车
（m 1）
小车2
位移 x1/cm
（m 2）
位移
x2/c m
1
2
3
4
教参P65 实验实测数据及图象（示例）
两车质量均为 300g，改变钩码 质量，改变力。 （注：小车未平衡 摩擦力）
加速度
X2/X1 6.00 5.00

2 实验：探究加速度与力、 质量的关系
1、加速度与合外力的关系
实验基本思路：保持物体的质量不变，测量物体在 不同的合力作用下物体的加速度，分析加速度与合 外力的关系。
2、加速度与质量的关系
实验的基本思路：保持物体所受的合外力相同，测量 不同质量的物体在该力的作用下的加速度，分析加速 度与质量的关系。
1、每两个作同学业为：一个小组，设计探究实验的方案
拓展： 思考钩码的重力与绳子上的拉力之间由什么关系？
思考平行轨道为何没有水平防止？
谢谢
例题.甲、乙两同学在“探究加速度与合外 力F的关系”时，分别得到如图所示的图 象，这说明了什么？
例题.一打点计时器同定在斜面上某处，一小车拖着 穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图所示.下 图是打出的纸带的一段.已知打点计时器使用的交流 电频率为50Hz，利用图给出的数据可求出小车下滑 的加速度
2、.如图4－2－8所示，在“探究加速度与力、质量的关系”的 中实间所验两放中车砝，的码若位的1移、质分2量两别分个为别相x1为、同mx的有21，、小( 则m车2在所，)实受打验拉开误力夹差分子允别后许为经的F过1范、相围F同2内，的，车时
A．当m1＝m2、F1＝2F2时，x1＝2x2 B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1 C．当F1＝F2、m1＝2m2时，x1＝2x2 D．当F1＝F2、m1＝2m2时，x2＝2x1
a F m
1.关于验证牛顿运动定律的实验,下列说法中符合实际的 是( ) D 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

情感态度与价值观
•
通过该节的学习要培养学生 知难而进的思想，要敢于面对 问题和困难；师生互动和实验 演示，活跃气氛，激发学生学 习兴趣，理解实践出真知的道 理。
重点： 通过实验得出加速度与力、质量的关系；
难点：
怎么设计探究性实验，如何控制变量。
该节内容必须明确这样几点：
①物体运动状态改变的快慢与哪些因素有关？ ②能否找到定量的关系？
③定量关系怎样？
④如何找出？
•
对于第一个问题学生比较容易分析，而 定性关系的确定对我们找出定量有关系 指明了方向，因此我们可以通过猜想， 实验论证，再归纳总结，得出正确结论。 定量关系如何正是我们要探究的两个问 题：加速度与力的关系、加速度与质量 的关系。
如何找出定量关系正是我们在探究过程中所必须关注的问题：怎样测量 质量？怎样测量加速度？怎样对物体提供力和测量力？怎样把这些测量 出来的结果进行合理的处理，找出本质的直观的联系？
对本实验的一个改进：
·
·
4.2《实验：探究加速度与力、质量的关系》
知识与技能
•
理解加速度与力的关系，加速度与 质量的关系，知道得出这个关系的 实验过程。
Hale Waihona Puke 过程与方法•通过提出问题，提出解决问题的 方案到总结出规律，使学生初步体 会到怎样做探究性实验；知道什么 是控制变量法、比较法、图象法， 通过师生互动提高学生的思维品质 和能力。