4.2探究加速度与力.质量的关系

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－

1

图象，而不是a－m图象？ m

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：

（1）根据表中所列数据，画出a－

图象. m

（2）由a－

1

关系可知，当F一定时，a与M成__________关系. m

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－

1

坐标作图，是为了便于根据图象直观地作出判断 m

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－

1

图象是通过原点的一条直线，则说明（ ） m

B.物体的加速度a与质量m成反比

A.物体的加速度a与质量m成正比

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∝

1

.在光m

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 C.将作用时间增为4t 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

.

B.将物体的质量减为原来的D.将作用时间增为2t

1

4

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x1、x2、x3、…、x6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=

(x6x5x4)(x3x2x1)

. 2

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