4.2 实验探究加速度与力、质量的关系

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实验：探加速度与力质量的关系三目知识与技能1.理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有.2.通过实验探究加速度与力和质量的定量关.3.培养学生动手操作能过程与方法1.使学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法实2.指导学生根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结.3.帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规.情感态度与价值观1.通过实验探究激发学生的求知欲和创新精.2.使学生养成实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦.3.培养学生的合作意识，相互学习、交流、共同提高的学习态教重1.怎样测量物体的加速2.怎样提供和测量物体所受的.教难指导学生选器材，设计方案，进行实验，作出图象，得出结.课安课时课准带有滑轮的长木板个、小车个打点计时器、秒表、码、夹子、刻度尺、细线、气垫导轨、数字计时器、光电门两教过导新情景导入多媒体播放十字路口红绿灯时摩托车、载重汽车减速停止与加速启动的画图4-2-1通过以上画面我们可以看出摩车启动很快而重汽车启动很慢这是为什么呢？复习导入复习提问运状态的改变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？回答物体运动状态的改变是指度的改变速是反映物体运动状态变化快慢的物理量通过上一节学习，我们知道：物体的质量越大，物体的运动状态越难改变；物体的质量越小，物体的运动状态较易改变.请同学们根据上节所学知识及日常见闻例猜测一下：加

n-2n-2速度的大小与哪些物理量有关？学生猜想：加速度的大小与物体的受力、质量有推进新课既然物体的加速度与物体的质量和它受到的力有关底存在怎样的关系同学们讨论一下，通过什么实例可定性地说明它们之间的关.学生讨论后回答：1.质量大的物体加速度如驾齐驱的大货车与小汽车相同的制动力下汽停下来用的时间少.2.受力大的物体加速度如和通小汽车质量相近车安装了强大的发动机，牵引力大，提速很快.点评：通过类似的实例使学生获得感性认识，为下一步定量研究作好铺垫.下面我们来定量探究一下这三个量之间的关加速度的大小与物体的受力和物体的质量有关我应用什么方法来研究加速度的大小与物体的受力和物体的质量之间的定量关系呢？学生思考后回答以研究加度与物体受力的关系研加速度与物体的质量的关系教师总结当究三个物理量之的关系时要保持某个量不变研究另外两个量之间的关系，再保持另一个量不变时，研究其余两个量之间的关系，然后综合起来得出结论.这种研究问题的方法叫控制变量法，是物理学中研究和处理问题时经常用到的方下面通过控制变量法研究一下加速度与物体受力和质量的关.一、加速度与力的关系让学生阅读课本，明确以下两个方面内容：1.实验的基本思路：保持物体的质量不变，测量不同力下的加速度，分析加速度与力的关系2.实验数据的分析：根据定性分析判断结果：力越大，加速度越大，猜测a∝（1）设计表格，如：次数项目F/Na/s）

36(2)建立坐标系如图4-2-2：图4-2-2（3）描点（4）连线通过得到的图线，分析a与F的系实验发现图是一条过原点的直线改变小车的质量重复上面步骤，看得出的图象有什么不.二、加速度与质量的关系让学生阅读课本，明确以下两个方面的内容：

-2-1-n2-2-1-n21.实验的基本思路：保持物体受力不变，测量不同质量下的加速度，分析加速度与质量的关系2.实验数据的分析根定性分析判断结果质量越大加速度越小猜a∝（1）设计表格，如：

1mn次数项目·m/kg

23411n

/kg/kg（2）建立坐标系如图4-2-3a-

或a-图4-2-3（3）描点（4）连线得到图线分析，分析a的关系为了增强学生做实验的目的性，引导学生分析以下内容：这个实验需要测量的物理量有三个：物体的速度、物体所受的力、物体的质量质量可用天平测量，本实验要解决的主要问题是怎样测量加速度和怎样提供与测量物体受到的三、制定实验方案时的两个问题图4-2-41.怎样测量（或比较）物体的加速度，你能想到哪些方法？让学生思考后回答：用如图示的装置：在一端有滑轮的长木板上，放一小车，通过细绳另一端的钩码拉小（1）让物体做初速度为的匀加速直线运动，用刻度尺测量物体运动的位移，用秒表测量出运动的时间，由x=

at公算出.（让体做初速度为零的匀加速直线运在运动物体后安装一条通过打计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速.（3）直接用加速度计测总结这些方法的共同特点是直测出了加速度的大小们探究的是加速度与其他

量之间的比例关系，如果不直接测出加速度，我们能否找出加速度和质量之间的定量关系呢？学生思考后回答：①如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动在相同时间内发生的位移x、位移之1比就是加速度之.ax1a2②如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动物体在相同位移内所用时间t、t，间12比的平方就是加速度之比的倒atat1

2.怎样提供和测量物体所受的恒现实中，除了真空中抛出或落下的物体（仅受重力受一个力的物体几乎是不存在的然而，一个单独的力的作用效果与跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的，因此，实验中力F的义可以是物体所受的合那么，如何为一个运动的物体供一个恒定的合力？如何测出这个合力呢？交流讨论用边测加速度的器使物体做匀加速运动的力就是物体的合力个力就等于钩码的重力.通过改变钩码的个数就可以改变物体所受的合力，通过测量钩码的重力就可测得物体所受的合注意事项：（1）在钩码质量远小于小车质量的条件下，码的重力大小才近似等于小车所受合（至于为什么，以后再讨论）（2）小车在运动时还受木板对它的滑动摩擦力，那么我们如何减小滑动摩擦力，使物体所受的合力尽可能接近钩码的重力？学生交流讨论，大胆设想，并小组总.结论）用接触面光滑的木.（2）平衡滑动摩擦.法：将木板一端垫高，让小车从木板上能匀速滑根据上面讨论的内容选定自己的实验方案进行实验，记录实验数学生进行分组实验，教师巡回指四、怎样由实验结果得出结论学生分组实验结束后用面方法处理实验数据析得出实验结论让小组代表发言.教师对各小组学生的实验方案处理方法验结论等情况进行评价学生明确，只要设计方案合理，亲身体验探究过程，至于能否得出正确结果并不多么重.课训1.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，为了研究抛体运动的加速度是否与物体的质量成反比，常常作_图.解析：物体运动的加速度与物体的质量m是成反比的关系，因此a-m图是一条双曲线，而

a

1m

图象是一条直线，作出图象，不易断加速度跟质量的反比关系；而作出

a

1m

图象则容易判断加速度跟质量的反比关.

-2--2-答案：

a

1m2.在做“验证牛顿第二定律”的实验时，计算出各纸带的加速度后，将测得的反映加速度和力关的有关资料记录在表1中将测得的反映加速度和质量M关的资料列在表2中表·)F/N

表·)/kg（1）根据表中所列数据，分别画出a-F图象和

M

图象

（）从图象可以判定M一定时与F关系为______；当F一时a与M的关系为_（3）由aF图可知，M=_______.（4）由

M

图象可知，答案）a-F图象和

M

图象分别如图4-2-5甲、乙所示（2正比关系反关系（3kgN图4-2-5重点归纳：通过本题可以看出，物体的加速度跟合外力成正比，跟物体的质量成反.课小本节课以实验为依据，采用控制变量法进行研究根已掌握的物理知识自行设计实验方案、探索物理规律是物理学研究的重要方.其基本思路是：提出问题→猜（出假设）→行实收集数据）→数据分析→得出结论→反复验证→得出定.布作设计一种方案，测量自行车启动时的平均加速板设实验探加度力质的系一、加速度与力的关系1.实验思路：保持质量不变，探究a的系2.数据分析

二、加