人教版(2019)必修第一冊(cè)物理高中4.2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系一

實(shí)驗(yàn)思路要做什么？為什么要這樣做？如何實(shí)施？一：要做什么?探究F之間、m、a關(guān)系二：為什么這么做？牛頓第一定律：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因慣性指物體保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)?！緫T性僅與質(zhì)量有關(guān)】物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變速度改變加速度改變與力和質(zhì)量有關(guān)是否有關(guān)？海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛一

實(shí)驗(yàn)思路要做什么？為什么要這樣做？如何實(shí)施？三：如何實(shí)施?探究方法：F、m、a一共三個(gè)變量，應(yīng)該如何入手？控制變量法控制m不變，探究F、a關(guān)系控制F不變，探究m與a關(guān)系控制一個(gè)量不變海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛1、可用天平測(cè)出小車質(zhì)量M2、從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶計(jì)算出小車的加速度a研究對(duì)象，如何測(cè)小車受到的合外力F？二、物理量的測(cè)量海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛平衡摩擦力研究對(duì)象，為簡化運(yùn)算，如何做可以讓繩的拉力等于小車受到的合外力F？Ff3、F合測(cè)量:GFNGG1FNfG1=f.G2F原則：利用重力的分力平衡摩擦力和斜面彈力。小車受到的合外力等于繩的拉力F標(biāo)準(zhǔn)：將木板墊上薄木塊，使小車在不掛鉤碼，但要連接紙帶，觀察紙帶上點(diǎn)均勻即可）.注意：只需平衡一次摩擦力海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛二

物理量的測(cè)量需要測(cè)什么?如何去測(cè)？質(zhì)量：天平測(cè)量可通過增減在小車上的砝碼的數(shù)量來實(shí)現(xiàn)對(duì)小車質(zhì)量的改變。注意砝碼與槽碼的區(qū)別海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛二

物理量的測(cè)量需要測(cè)什么?如何去測(cè)？質(zhì)量：天平測(cè)量加速度：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)可測(cè)量加速度。（逐差法）合外力的測(cè)量：如何給小車施加一個(gè)可以測(cè)量的恒力F呢？細(xì)線給小車提供的拉力是小車受到合力嗎？海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛1.用天平測(cè)出小車的質(zhì)量。2.安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在小車上裝好紙帶，紙帶另一端穿過計(jì)時(shí)器限位孔，調(diào)整木板傾斜程度，平衡摩擦力。3.控制小車質(zhì)量不變，用細(xì)線將鉤碼與小車相連（鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量），打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放小車，測(cè)出一組數(shù)據(jù)。4.改變鉤碼質(zhì)量，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)。5.控制鉤碼質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量，再測(cè)幾組數(shù)據(jù)。6.設(shè)計(jì)表格，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。三、實(shí)驗(yàn)步驟海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)的兩倍就等于小車所受到的拉力2.利用彈簧測(cè)力計(jì)(水平懸掛)探究創(chuàng)新二02海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛為了直觀的判斷加速度a

與拉力F

的定量關(guān)系，我們以a

為縱坐標(biāo)、F為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在紙上描點(diǎn)，做a-F

圖像。當(dāng)小車質(zhì)量不變時(shí)次數(shù)F/Na/(m·s-2)12345實(shí)驗(yàn)結(jié)論：質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力的大小成正比。0.100.1460.200.3020.300.4280.400.5920.500.751a/(m·s-2)F/N0.10.20.30.40.500.150.300.450.600.75四、數(shù)據(jù)分析海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)就是小車所受到的拉力3.利用彈簧測(cè)力計(jì)(豎直懸掛)探究創(chuàng)新三03海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛小車的質(zhì)量m/kg加速度a/（m·s-2）0.2000.4560.2500.3640.3000.3220.3500.2780.4000.242五、數(shù)據(jù)分析與處理—a與m的關(guān)系海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛力傳感器示數(shù)的兩倍就等于小車所受到的拉力4.利用力傳感器探究創(chuàng)新四04海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論在質(zhì)量一定時(shí)，物體加速度的大小跟它受到的拉力成正比，即a∝F；

海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛

控制變量的方法是指在研究和解決問題的過程中，對(duì)影響事物變化規(guī)律的獨(dú)立因素加以人為控制，使其中只有一個(gè)因素按照特定的要求發(fā)生變化，而其他因素保持不變，以利于尋找事物發(fā)展變化的規(guī)律的方法。例如，在研究某個(gè)物理量y與另外兩個(gè)變量x1、x2的關(guān)系時(shí)，先固定一個(gè)變量x2不變，研究y與另一個(gè)變量x，之間的定量關(guān)系；然后再固定變量x1不變，研究y與x2之間的關(guān)系。

科學(xué)方法：控制變量法海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛1．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源后釋放小車。2．在平衡摩擦力時(shí)不要懸掛任何物體。3．改變沙和沙桶的質(zhì)量過程中，要始終保證沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，繩的拉力才近似等于沙和沙桶的重力。4．作圖時(shí)應(yīng)使所作的直線通過盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)也要盡可能的分布在直線的兩側(cè)，但若遇到個(gè)別偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去。七、注意事項(xiàng)海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛【練習(xí)1】（3）在“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí)，保持小車的質(zhì)量不變，改變砂和砂桶的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖d，則①圖中的直線不過原點(diǎn)的原因是

。②圖中的力F理論上指___________，而實(shí)驗(yàn)中卻用___________表示。（選填字母符號(hào)）A．砂和砂桶的重力

B．繩對(duì)小車的拉力③此圖中直線發(fā)生彎曲的原因是

。課堂練習(xí)平衡摩擦力時(shí)木板墊得太高B未滿足砂和砂桶質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量A海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛【練習(xí)2】如圖所示，某同學(xué)利用圖示裝置做“探究加速度與物體所受合力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。在氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩個(gè)光電門1、2，滑塊上固定一遮光條，滑塊通過繞過兩個(gè)滑輪的細(xì)繩與彈簧秤相連，實(shí)驗(yàn)時(shí)改變鉤碼的質(zhì)量，讀出彈簧秤的不同示數(shù)F，不計(jì)細(xì)繩與滑輪之間的摩擦力。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖，本實(shí)驗(yàn)__________(選填“需要”或“不需要”)將帶滑輪的氣墊導(dǎo)軌右端墊高，以平衡摩擦力；實(shí)驗(yàn)中__________(填“一定要”或“不必要”)用天平測(cè)出所掛鉤碼的質(zhì)量；滑塊(含遮光條)的加速度__________(選填“大于”“等于”或“小于”)鉤碼的加速度。【參考答案】不需要

不必要