【公开课】实验：探究加速度与力、质量的关系高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

2实验：探究加速度与力、质量的关系第四章运动和力的关系导入新课1、对同一辆车，启动时从不同档启动快慢为什么不一样？列车正常行驶比小汽车要快，但启动过程为什么比小汽车慢得多呢？2、由惯性我们知道，物体有保持运动状态不变的性质。物体运动状态的改变是指哪个物理量的改变？标志物体运动状态变化快慢的物理量是什么？3、质量是惯性大小的量度。对于任何物体，在它们受到相同作用力时，决定它们状态变化难易程度的唯一性因素是什么？如果受力不同呢？【创设情景，提出问题】我们有如下的生活经验：(a)如图所示,一个乒乓球飞来时,用球拍轻轻一挡就能使它改变方向;一个网球以同样大小的速度飞来时,要用很大的力握住球拍去挡,才能使它改变方向；(b)如图所示，在超市中推手推车时，推动一辆原来静止的空车很容易,但用同样的力推动一辆载重车却很难。探究加速度与力、质量的关系（1）由以上两个例子，我们可以猜想出加速度与受力和质量之间存在怎样的关系？（2）若想进一步探究加速度与以上因素的关系，我们可以采取什么方法？并尝试设计实验方案来进行探究。探究加速度与力、质量的关系控制变量法(1)研究加速度与物体所受拉力的关系①在绳的一端挂槽码，另一端跨过定滑轮拉小车，使小车做匀加速运动。小车所受的拉力可以认为等于钩码的重力。通过测量槽码的重力就可测得物体所受的合力。（可以证明这两个力近似相等，条件是槽码的质量要比小车的质量小很多。）探究加速度与力、质量的关系【制订方案，设计实验】②可以将木板一端垫高，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。这样就可以平衡滑动摩擦力，使得绳子拉力就等于小车所受的合力③可以改变挂上槽码的个数就可以改变对物体的合力。④可以挂上纸带，通过打点计时器测得加速度。探究加速度与力、质量的关系【制订方案，设计实验】方案一：小车、打点计时器、纸带、长木板、细线、砝码、槽码、刻度尺、天平，研究小车运动。从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a。探究加速度与力、质量的关系(2)研究加速度与物体质量的关系方案二：由初速度为零的匀加速直线运动的位移公式可知：在相同的时间内，加速度和位移成正比。探究加速度与力、质量的关系方案三：利用气垫导轨：该方案仪器精密，是很好的方案，测量结果精确探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系以上三种方案实验装置在不仅能探究加速度与质量的关系、还能探究加速度与力的关系方案三：利用气垫导轨：该方案仪器精密，是很好的方案，测量结果精确【分组实验，采集数据】(1)研究加速度与物体所受拉力的关系（小车的质量一定）(2)研究加速度与质量的关系（小车所受的拉力一定）探究加速度与力、质量的关系拉力F加速度a质量m加速度a【分析论证、得出结论】（1）小车质量m不变时，小车的加速度a与所受的拉力F成正比。（2）小车所受的拉力F不变时，小车的加速度a与质量的倒数1/m成反比。探究加速度与力、质量的关系化曲为直例1、在《探究加速度与力、质量的关系》实验中，某组同学用如图1所示装置，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到力的关系。(1)图2是实验中获取的一条纸带的一部分，其中0、1、2、3、4是计数点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示，打“3”计数点时小车的速度大小为________m/s，由纸带求出小车的加速度的大小为a＝_______m/s2。(计算结果均保留2位有效数字)探究加速度与力、质量的关系【应用规律、反思改进】0.260.50探究加速度与力、质量的关系(2)下列措施中不正确的是________A.首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力B.平衡摩擦力的方法就是在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动C.每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力D.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力(3)某组同学由实验得出数据，画出的关系图线，如图3所示，从图象中可以看出，作用在小车上的恒力F＝

N。当小车的质量为5kg时，它的加速度为________m/s25BC1例2、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，渗透了研究问题的多种科学方法：(1)实验环境的等效法：_______________________；(2)实验条件设计的科学方法：_______________________；(以上各题均选填“理想实验法”、“图象法”、“平衡摩擦力法”、“化曲为直法”、“控制变量法”或“近似法”)探究加速度与力、质量的关系平衡摩擦力法控制变量法(3)实验原理的简化：___________________，即当小车质量M车≫m沙时，细绳对小车的拉力大小近似等于沙及桶的总重力m沙g；(4)实验数据处理的科学方法：___________；(5)由a－M车图象转化为a－

图象，所用的科学方法：________________。(以上各题均选填“理想实验法”、“图象法”、“平衡摩擦力法”、“化曲为直法”、“控制变量法”或“近似法”)探究加速度与力、质量的关系近似法图像法化曲为直法1M车课堂小结实验：探究加速度与力、质量的关系创设情景，提出问题物体加速度的大小与什么物理量有关如何研究加速度与力、质量的关系制订方案，设计实验研究加速度与物体受力的关系研究加速度与质量的关系分组实验，采集数据记录加速度与物体受力数