高一物理优质课公开课新教材4.2.pdf

2.实验：探究加速度与力、质量的关系

实验必备·自主学习关键能力·合作探究

随堂演练·自主检测

课标要求思维导图

1.认识影响加速度的因素——

力与质量．

2．通过实验测得加速度、力

和质量，分别作出加速度与力、

加速度与质量的关系图像．

3．能根据图像得出加速度与

力、质量的关系．

4．体会控制变量法对研究问

题的意义．

实验必备·自主学习

一、实验原理、思路及需要测量的物理量

1．实验原理

实验的探究方法——控制变量法．

(1)保持研究对象即小车的质量不变，改变重物的质量，即改变拉力，

测出小车运动对应的加速度，探究加速度是否正比于作用力．

(2)保持重物的质量不变，即保持作用力不变，改变研究对象即小车

的质量，测出对应不同质量小车的加速度，探究加速度是否反比于质

量．

2．基本思路

(1)加速度与力的关系

①实验的基本思路：测量质量m一定的物体在不同的力F作用下的加

速度a，分析a与F的关系．

②实验数据的分析：设计表，记录数据．

F/N

a/(m·s－2)

在图1所示的坐标系内，作出a-F图像．

(2)加速度与质量的关系

①实验的基本思路：F－定，测量不同质量m的物体在同一力F作用

下的加速度a，分析a与m的关系．

②实验数据的分析：设计表，记录数据．

m/kg

a/(m·s－2)

猜想：F相同，m越大，a越小，是否有“a与m成反比”或“a与m2

成反比”？

11

若a与m成反比，则a与成正比．作出a-图像．

3．三个物理量的测量方法

放在长木板上的小车在拉力的作用下做匀加速直线运动．(装置如图

所示)

实验中需要测量的物理量有三个：小车的加速度、小车所受的力、

小车的质量．

(1)小车质量的测量

利用天平测出，在小车上增减砝码可改变小车的质量．

(2)拉力的测量

当重物的质量远小于小车的质量时，可以认为重物的重力近似等于

细绳对小车的拉力．

(3)加速度的测量

在运动物体上连接一条穿过打点计时器的纸带，根据纸带上打出的

点来计算加速度．利用在匀变速直线运动中，连续相等的时间T内的

2

位移之差Δx＝aT求出加速度．

[导学]平衡摩擦力

(1)为何平衡摩擦力？

为了让细绳拉小车的力等于小

车所受的合外力，即T＝F合．

(2)平衡摩擦力应注意以下几点

①不挂重物．

②垫高长木板远离滑轮的一端．

③连好纸带后接通打点计时器，调节倾角，当纸带上打出的点迹均

匀分布时，说明已经平衡了摩擦力．

二、制定实验方案时应注意的两个问题

本实验有三个需要测量的物理量：a、F、m，质量m可由天平测量，

a与F的测量方法如下．

(1)测量(或比较)物体的加速度的方法．

①若物体做初速度为0的匀加速直线运动，测量位移x和时间t，由a

2

＝计算加速度a.

2

②利用打点计时器打出的纸带，由公式Δx＝aT求出加速度a.

③初速度为0的两个匀加速直线运动在相同