新教材物理山东科技版5.2科学探究加速度与力质量的关系

第节2科学探究：加速度与力、质量的关系高中物理必修第一册第5章1．学会用控制变量法研究物理规律。2．掌握利用图像法处理数据的方法，探究加速度与力、质量的关系。3．学会与他人合作、交流完成探究过程和结果，提升科学推理论证的能力。学习目标1.力是改变物体运动状态的原因2.质量越大，惯性越大，物体的运动状态越难改变牛顿第一定律a与物体的合外力F，m有关引入产生了a体验一对某一物体，受到的力越大，其运动状态越容易改变，即加速度越大。在课本上撒一些碎纸片和一些小石子，用力使劲吹，观察现象。对不同的物体，受到相同的力，质量越小的，其运动状态越容易改变，即加速度越大。体验二m一定，a∝F；

在课本上撒一些碎纸片，先用嘴轻吹，再用力使劲吹，观察现象。猜想与假设

思考：物体的加速度与力、质量有什么定量关系？实验的基本思路是什么呢？实验探究探究加速度与力、质量的关系“加速度”与“力”、“质量”二个物理量均有关系，应该如何探究它们的关系？控制变量法保证质量一定，探究加速度与力的关系保证合外力一定，探究加速度与质量的关系实验目的定量探究加速度与力、质量的关系实验方法实验器材带滑轮的木板、薄垫块、小车、细绳、重物（小钩码或沙桶）、打点计时器、纸带、交变电流、天平、砝码、刻度尺实验原理与设计如何测量加速度、力、质量？质量天平加速度？力？

.......0123456

利用打点计时器进行实验，根据纸带上打出的点可测量加速度。（2）如何提供并测量小车所受的恒力问题？

Tf

问题1：在水平桌面上运动小车的合外力是由什么力提供？

消掉摩擦力改进后的装置图

O

小车所受到的合外力等于细线上的拉力粗糙斜面上，用悬吊重物的方法为小车提供拉力,通过改变增减重物的质量就可改变小车受到的拉力。思考1：绳子的拉力等于钩码的重力吗？为什么？不等于！因为钩码向下加速，所以绳子的拉力小于钩码的重力。思考2：什么情况下钩码重力可以近似等于绳子拉力？当砝码质量比小车质量小得多时，绳子的拉力近似等于砝码的重力，即小车受到合外力近似等于砝码的重力。控制变量法保证质量一定，探究加速度与力的关系保证合外力一定，探究加速度与质量的关系如何改变合外力的大小？通过改变悬挂钩码的数量来改变如何改变运动物体的质量？通过改变小车上砝码的数量来改变

实验步骤数据处理1.探究加速度与合力的关系(保证小车质量不变)实验序号加速度α(m/s2)拉力F(N)10.100.14620.200.30230.300.42840.400.59250.500.751如何处理数据能更直观的得出结论？F/Na/(m·s-2)0.150.300.450.600.75

2.探究加速度与质量的关系(保证小车合力不变)实验序号加速度α(m/s2)质量m/kg10.4000.86120.5000.69230.7500.47041.0000.35251.2000.290质量倒数（kg-1）2.502.001.331.000.83m/kga/(m·s-2)0.20.40.60.81.0

a/(m·s-2)0.20.40.60.81.0

实验结论F/N0.150.300.450.600.75

0.20.40.60.81.0

a/(m·s-2)a/(m·s-2)注意事项（1）平衡摩擦时，不能挂重物。整个实验过程只需平衡一次摩擦。（2）实验时，先接通电源，后释放小车。（3）为了保证细线的拉力等于小车受到的牵引力，细线要与木板保持平行。（4）为了充分利用纸带，每次开始时，小车应尽量靠近打点计时器，为防止小车翻到地面，要在小车碰到滑轮前用手挡住小车。

①甲同学漏掉的重要实验步骤是

，该步骤应排在步骤

之后.②在上述步骤中，有错误的是步骤

，应把

改为

。答案平衡摩擦力B③在上述步骤中，处理不恰当的是步骤

，应把

改为

.D6V电压的蓄电池6V以下的交流电源

解析

(2)乙同学根据实验要求安装的实验装置如图(图为已接通电源刚要释放纸带的情况)，请改正乙同学的五个错误.①电源

；②电磁打点计时器位置

；③滑轮位置

；④小车位置

；⑤长木板

。答案解析应用6V以下的交流电源应靠右端应使细绳平行于木板应靠近打点计时器应垫高右端以平衡摩擦力解析：电磁打点计时器应使用低压(6V以下)交流电源，且要固定在长木板无滑轮的一端，即应靠右端；释放小车时，小车应靠近打点计时器；连接小车的细绳应平行于木板，故应调节滑轮位置使细绳平行于木板；实验时应平衡摩擦力，使小车所受重力沿木板方向的分力与小车所受摩擦力平衡，故应垫高长木板右端以平衡摩擦力。

表一F/N1.002.003.004.00a/(m·s－2)1.903.955.857.62表二

0.520.670.801.00a/(m·s－2)1.532.102.493.10(1)