物理：4.2《实验：探究加速度与力、质量的关系》学案（新人教版必修1）

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1、www.xkb1.com新课标第一网不用注册，免费下载！4.2实验：探究加速度与力、质量的关系学案理解领悟探究性实验是以获取新知识为目的的学习方法。要在深入领会牛顿第一定律的基础上，确定研究课题和方法，设计探究加速度、力、质量三者关系的研究方案，并体会探究过程所用的科学方法——控制变量法。基础级1．实验要探究的内容力是物体产生加速度的原因，有力作用在物体上，就有加速度产生，且力越大，产生的加速度也越大。在相同力的作用下，加速度的大小还与物体的质量有关。因此，本实验要探究的内容是寻找加速度与力、质量三者间的关系。2．探究实验的设计思

2、路加速度既与力有关，又与质量有关，怎样通过实验研究它们间的关系呢？当一个物理量与多个因素有关时，为了弄清它们之间的关系，物理学中常用的一种方法叫做“控制变量法”，即：首先保持物体的质量不变，研究加速度与力的关系；然后保持物体所受的外力不变，研究加速度和质量的关系；最后经过总结推理，得出加速度与力、质量的关系。本实验需要测量的物理量有加速度、力与质量，其中质量可用天平测量。那么，怎样测量（或比较）加速度呢？又怎样对物体提供和测量恒力呢？3．怎样测量（或比较）物体的加速度在第二章中，我们已经介绍过，运用打点计时器在与运动物体连接的纸带

3、上打点，由纸带上打出的点来测量加速度的方法。由于本实验的目的是探究加速度与力、加速度与质量间的比例关系，因而也可不测加速度的具体数值，而测不同条件下加速度的比值。若两物体做初速度为0的匀加速运动，由可得，物体的加速度与在相同时间内发生的位移成正比，即a∝x。4．怎样提供和测量物体所受的恒力我们以教材提供的实验“参考案例”为例，教材图4.2-4所示实验装置中，为实验研究对象——小车（连同车内的砝码）提供恒力的是小盘和砝码。实验中我们认为，使小车做匀加速运动的力，与小盘和砝码的重力大小相等。为此，必须满足以下两个实验条件：① 水平板应

4、尽可能光滑，最好将水平板的一端垫高成为倾角不大的斜面，轻轻推动小车（未挂小盘），使小车能在板上匀速运动，即用小车重力沿斜面方向的分力平衡摩擦力。② 小盘和砝码的质量要比小车的质量小很多。对此，学习了本章第七节“用牛顿定律解决问题（二）”中的“超重与失重”，你就明白了。5．实验注意事项对于教材提供的实验“参考案例”，操作时应注意以下几点：① 牵引小车的砝码应有10g、20g、50g等规格。没有小规格砝码，可用沙桶装沙替代，质量用天平称量。② 探究加速度与力的关系：小车质量为200g，两车上面均可加100g左右的砝码。保持其中一个小车

5、所挂砝码不变（如20g），另一小车所挂砝码逐渐加大，但不要过大。砝码质量过大，会使图象线性变差。③ www.xkb1.com新课标第一网不用注册，免费下载！探究加速度与质量的关系：一车质量固定为300g，另一车质量可自200g起，逐次增加砝码至700g~800g。牵引小车的砝码以30g~40g为宜。小车质量过大，夹子不容易夹注车后拖线，造成位移误差。④ 小车后所系线绳要用适当粗些的棉绳，当夹子夹住线绳时不会滑动。如果用表面较光滑的尼龙绳，当夹子闭合时线绳还会被小车拖一段距离才会停住。解决的办法可在尼龙绳上擦一些松香，以增大线绳与夹

6、子之间的摩擦力。⑤ 选择口宽、弹力大的夹子，使夹子张开和闭合动作要迅捷有力。动作缓慢，会使某些夹子张开夹口时两侧张开的程度不一样，张开较小的一侧所控制的小车拖绳受阻，影响到小车运动。⑥ 注意小车运动停止的位置不能与定滑轮相碰。实验中如果小车碰到定滑轮才松手让夹子夹住拖线，则与定滑轮相碰的小车位移偏小而产生误差。1．数据处理方法本实验的数据处理可以采用计算法和图象法两种不同的方法：① 计算法测得加速度或加速度之比（等于位移之比）后，通过计算看看是否满足、。② 图象法测得加速度后，用拉力F为横坐标，加速度a为纵坐标，描绘a—F图象，看

7、看图象是否为过原点的倾斜直线；用为横坐标，加速度a为纵坐标，描绘a—图象（想想看，为什么不是描绘a—m图象），看看图象是否为过原点的倾斜直线。或者在测得加速度之比（等于位移之比）后，用两车拉力之比F2/F1为横坐标，两车位移之比x2/x1表示加速度之比a2/a1为纵坐标，描绘a—F图象，看看图象是否为过原点的倾斜直线；用m1/m2为横坐标，加速度a2/a1为纵坐标，描绘a—图象，看看图象是否为过原点的倾斜直线。发展级7.测量加速度的一些设想在探究加速度与力、质量关系的实验中，测量（或比较）加速度是关键。那么，如何测量（或比较）加速

8、度呢？就我们现有的知识水平而言，涉及加速度的公式或关系式大致有以下这些：加速度的定义式，匀变速直线运动速度公式 ，匀变速直线运动位移公式 ，匀变速直线运动速度—位移关系式 ，匀变速直线运动△s—T关系式△s=aT2。可见，要测量（或比较）加速度a，