【完美导学】4.2 加速度与力、质量的关系教学设计（1）-2022-2023学年高一物理同步备课全套（粤教版2019必修第一册）

第四章牛顿运动定律第2节加速度与力、质量的关系前面我们学习了牛顿第一定律，知道了物体所受的合外力为零时额，物体处于静止状态或匀速直线运动状态，加速度为零，在此基础上，本节进一步探究影响加速度大小的因素，主要通过实验，得出加速度与力、质量的关系，从中领会实验方法和科学思想，为理解后面的牛顿第二定律奠定基础。物理观念：通过实验，得出加速度与力，质量的关系。科学思维：在探究加速度与力，质量关系时用到了控制变量法，控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系，可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来，使其保持不变，再比较、研究该物理量与该因素之间的关系，得出结论，然后再综合起来得出规律的方法。控制变量法可以将复杂问题简单化。科学探究：教材先通过实验引导学生对加速度与力、质量的关系作出合理的猜想，再通过实验分别探究加速度与力、质量的定量关系，进而综合得出加速度与力、质量的定量关系。科学态度与责任：设计实验时，要考虑到装置带来的误差，优化实验方案，减少误差；实验过程中，要实事求是，仔细分析得出的数据。1.通过实验探究物体加速度与力、质量的关系（重点）2.数据处理及误差分析（难点）情景导入视频中F1超级跑车、摩托车、喷气式飞机F-16战机在400米争夺赛中，同学们觉得谁“最快”达到终点？谁的加速度最大?影响加速度大小的因素有哪些？二、新课探究探究点一影响加速度的因素提出问题：影响加速度的因素有哪些？2.小组合作：观看演示实验，阅读教材第103-104页，交流与讨论上述问题。3.归纳小结：相同质量的物体，受到的外力越小，加速度越大；受到相同外力时，质量越小，加速度越大。物体的加速度a既跟所受的外力F有关，又跟物体本身的质量m有关。例题一：下列有关加速度与力、质量的关系中，说法错误的是（）A.相同质量的物体，受到的外力越小，加速度越大B.受到相同外力时，质量越小，加速度越大C.质量越小，物体的加速度一定越大D.影响加速度的因素有两个，一个是物体本身的质量，一个是物体所受的力【答案】C【解析】相同质量的物体，受到的外力越小，加速度越大；受到相同外力时，质量越小，加速度越大。物体的加速度a既跟所受的外力F有关，又跟物体本身的质量m有关。故答案为：C探究点二加速度与力，质量之间的定量关系提出问题：加速度与力，质量之间有着怎样的定量关系？小组合作：阅读教材104-106页，小组合作，完成教材相关实验，得出加速度与力、质量的定量关系。归纳小结：在质量一定的情况下，加速度a与作用力F成正比。用数学式子表示为a∝F；在作用力一定的情况下，物体的加速度a与其质量成反比，用数学式子表示为a∝1/m。例题二：在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：某组同学用如图所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系，下列措施中正确的是（

）①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②平衡摩擦力的方法就是，在砂桶中添加砝码，使小车能匀速滑动③每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力④实验中通过在砂桶中增加砝码来改变小车受到的拉力⑤实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源⑥实验中绳子拉力方向跟平板平行A.

①④⑤

B.

②③⑥

C.

①③⑥

D.

①④⑥【答案】D【解析】实验时首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力，故①正确；平衡摩擦力的方法就是，小车与纸带相连，小车前面不挂小桶，把小车放在斜面上给小车一个初速度，看小车能否做匀速直线运动，故②错误；每次改变拉小车的拉力后都不需要重新平衡摩擦力，故③错误；实验中通过在砂桶中增加砝码来改变小车受到的拉力是正确的，故④正确；实验中应先接通电源，后放开小车，故⑤错误；实验中绳子拉力方向跟平板平行，故⑥正确，故D符合题意。

故答案为：D。探究点三实验误差分析及注意事项提出问题：实验中的误差来源有哪些，为了减少误差，需要注意些什么？小组合作：小组成员交流与讨论上述问题。归纳小结：在实验时，我们把小桶的总重力mg看成是滑块受到的拉力F，因此实验产生的误差一部分来源于此，控制这一误差的方法是尽可能第使小桶与橡皮泥的质量远小于滑块与砝码的质量。例题三：“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．实验中，为使小车运动时所受的拉力近似等于盘和重物的总重力，则盘和重物的总质量m与小车的质量M应满足的关系是（

）A.

m远大于M

B.

m远小于M

C.

m略大于M

D.

m略小于M【答案】B【解析】在实验时，我们把盘与重物的总重力mg看成是滑块受到的拉力F，因