高中物理人教版必修1 4.2 实验探究加速度与力、质量的关系 教案2 含解析
高一物理人教版【2019】必修第一册4.2实验：探究加速度与力、质量之间的关系教学设计
实验：探究加速度与力、质量的关系教学案例设计一、教学内容分析“实验：探究加速度与质量、力之间的关系”这一节内容在物理教材必修一中安排在“牛顿第二定律”前“牛顿第一定律”后。
“牛顿第一定律”是牛顿对于“力与运动的关系”的定性表述，而“牛顿第二定律”是在“牛顿第一定律”的基础上对运动和力的定量研究表述，是牛顿力学的重点和中心内容。
教材引导力学生从牛顿第一定律出发，安排这节内容的必要性，并从实验思路设计，物理量的测量，实验过程和数据分析几个方面引导学生完成探究。
二、学情分析从学生的知识结构上看，通过上一节内容的学习，学生已经知道了物体的加速度与力、质量有关，这为实验理论的理解打下了基础。
经过第一章中“探究小车速度对时间变化规律”这一实验的学习，已经知道实验探究操作的基本步骤，具备了一定的实验能力。
三、设计思想实验在中学物理中占有重要的地位。
在物理学中，许多概念的形成，规律的发现和理论的建立，都是以实验为基础的。
物理离不开实验。
旧的教学模式，课程的开展方式主要是注入填充式，教师为课堂的主体，整堂课都是教师在讲解，学生听，学生参与度很低，而在新的课改中，物理学科提出了核心素养，物理学科的核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。
物理课堂教学围绕着核心素养展开，科学探究是其中必不可少的一部分，所以在实验课程设计上以探究为主要模式。
四、教学目标1、经历探究加速度与力、质量的关系的设计过程，能够依据要求进行实验设计，学会选择合理的实验方案进行探究实验2、经历用图像处理数据的过程，从图像中发现物理规律，培养学生收集信息、获取证据的能力3、经历实验操作和测量的过程，知道如何平衡摩擦力、减小系统误差等操作方法，体会五、教学重难点教学重点：1、让学生经历加速度与力、质量关系探究过程2、体会探究的本质，培养学生提出问题、批判性思维、交流和合作等能力教学难点：1、从实验数据中分析加速度与力以及加速度与物体质量的关系2、从图像中发现物理规律，并通过这种体验提高使用多种方法和手段分析、处理信息的能力六、教学过程1、问题引入师：牛顿第一定律告诉我们，物体如果受力，将会改变运动状态，产生加速度。
高中物理人教版必修1 4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 教案2 Word版含解析
教案表课题4、2 实验:探究加速度与力、质量的关系课型实验课教学目标知识与技能1、理解物体运动状态的变化快慢,即加速度大小与力有关,也与质量有关、2、通过实验探究加速度与力和质量的定量关系、3、培养学生动手操作能力、过程与方法1、使学生掌握在研究三个物理量之间关系时,用控制变量法实现、2、指导学生根据原理去设计实验,处理实验数据,得出结论、3、帮助学生会分析数据表格,利用图象寻求物理规律、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神、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、共同提高的学习态度、重点难点教学重点1、怎样测量物体的加速度、2、怎样提供和测量物体所受的力、教学难点指导学生选器材,设计方案,进行实验,作出图象,得出结论、教具准备带有滑轮的长木板2个、小车2个、打点计时器、秒表、钩码、夹子、刻度尺、细线课时安排1教学过程与教学内容教学方法、教学手段与学法、学情导入新课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面、图4-2-1通过以上画面我们可以看出,摩托车启动很快,而载重汽车启动很慢,这是为什么呢？牛顿第二定律是动力学的核心规律,是本章重点和中心内容,而探究图4-2-2（3）描点 （4）连线通过得到的图线,分析a 与F 的关系、实验发现a-F 图象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同、 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:1、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:根据定性分析判断结果:质量越大,加速度越小,猜测a ∝m 1,n m1 （1）设计表格,如: 次数 项目 1234 5a/m ·s -2m/kgm 1/kg -1n m1/kg -n（2）建立坐标系如图4-2-3:a-m 1或a-n m1图4-2-3（3）描点（4）连线得到图线分析,分析a 与m 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力、本节是探索规三、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4-2-4所示的装置: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车、（1）让物体做初速度为零的匀加速直线运动,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=21at 2公式算出、 （2）让物体做初速度为零的匀加速直线运动、在运动物体后安装一条通过打点计时器的纸带,根据纸带上打出的点来测量加速度、 （3）直接用加速度计测量、总结:这些方法的共同特点是直接测出了加速度的大小,我们要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 1、x 2,位移之比就是加速度之比、2121x x a a =②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 1、t 2,时间比的平方就是加速度之比的倒数、212221t t a a =2、怎样提供和测量物体所受的恒力、现实中,除了真空中抛出或落下的物体（仅受重力）外,仅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 的含义可以是物体所受的合力、那么,如何为一个运动的物体提供一个恒定的合力？如何测出这个合力呢？交流讨论:用前边测加速度的器材,使物体做匀加速运动的力就是物体的合力,这个合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力、 注意事项:（1）在钩码质量远小于小车质量的条件下,钩码的重力大小才近似等于小车所受合力、（至于为什么,以后再讨论）（2）小车在运动时还受到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、律的实验,重点就是让学生亲身体验探究过程、在教师的引导下学生动手、动脑进行设计研究,体会通过控制变量来研究物理规律的重要方法,在研究电阻、电容等实验中都会用到此法、只有让学生在实际的设计和操作中才能使学生体会到物理学研究的方法,达到掌握方法、提高能力的目的、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,跟物体的质量成反比、课堂小结本节课以实验为依据,采用控制变量法进行研究、根据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法、其基本思路是:提出问题→猜想（作出假设）→进行实验（收集数据）→数据分析→得出结论→反复验证→得出定律、板书2 实验:探究加速度与力、质量的关系一、加速度与力的关系1、实验思路:保持质量不变,探究a与F的关系2、数据分析二、加速度与质量的关系1、实验思路:保持受力不变,探究a与M的关系2、数据分析三、制定实验方案时的两个问题1、怎样测量（或比较）物体的加速度2、怎样提供和测量物体所受的恒力四、怎样由实验得出结论教学反思本节课先通过多媒体展示的画面或通过复习前面的旧知识提出问题,然后通过实例大胆猜测（或作出假设）,再通过实验搜集实验数据,利用图象通过对数据分析,得出结论来验证假设,最后反复验证得出定律、让学生深刻体会了探究实验的模式,培养了学生实事求是的科学态度,乐于探究自然界的奥秘,深刻体验科学家探索自然规律的艰辛与喜悦、同时本节实验中的控制变量法是物理学研究问题的重要方法,本节课也让学生亲自设计实验方案、亲自动手操作,培养了学生的实验能力、动手能力、。
高中物理人教版必修1 4.2 实验 探究加速度与力、质量的关系 教案2 Word版含解析
课题：探究加速度跟力、质量的关系（两课时）一、设计思想《探究加速度跟力、质量的关系》一节是在阐述牛顿第二定律前设置的一个学生探究实验，而且该实验在新课标教材中是一个典型的培养学生探究能力的学生实验。
学生在运动学中初步学习了加速度，并且会用实验测量匀变速直线运动的加速度，但是并没有讨论加速度大小的决定因素。
从牛顿第一定律即物体运动状态改变的学习已经知道：力是迫使物体运动状态发生变化的外部因素。
从亚里士多德到伽利略的学习，也已使学生初步感受科学研究的一般方法，从数学知识上来看，学生具备探索牛顿第二定律的相关数学知识。
以前的《牛顿第二定律》教学通常是提出问题——学生猜想——实验验证——得出结论。
课时一般安排在一节课，主要是在教师的引导下完成。
学生在课堂上主动性无法得到充分展现，体验探究过程有些流于形式。
在我们的设计中，我们将《探究加速度跟力、质量的关系》设计成两节课，第一节创设情境——发现问题——讨论设计研究方案。
第一节的重点在于学生对研究方案的讨论完善上，这个过程应该是让学生经历研究过程，选择实验方法，培养学生研究能力、激发学生创造性的重要环节，也是更好落实新课程三维目标的保证。
第二节课学生动手实验，让学生自己设计数据记录表格和选择数据处理方案，得到实验结论，最后还得对这个研究过程谈谈自己的收获与体会，交流在这个研究过程中所碰到的问题和解决方案。
二、流程图三、 教学目标1. 知识与技能（1） 通过实验探究加速度与力、质量之间的关系，理解加速度与力成正比、与质量成反比；能应用图像法分析处理实验数据，会根据计算机的实验数据获取信息，分析处理问题；2. 过程与方法（1） 初步学习体验科学研究的过程与方法；（2） 通过设计实验方案、选择实验方法和实施实验等过程让学生体验控制变量法的第一节课 第二节课研究方法、数据处理方法，培养学生的实验动手能力；3.情感、态度、价值观（1）使学生在分工与合作中体验团队精神，培养协作能力；（2）通过这次研究过程让学生体验到科学研究的快乐和成就感，体验物理研究中过程中的严谨，培养学生猜想质疑能力和意识、培养尊重事实、实事求是的科学研究作风；四、教学过程[引入课题]视频引入师问：加速度的大小与什么有关？（引发学生思考并讨论）请问：质量不同的小车在相同外力作用下，加速度是否相同？师：通过讨论我们知道：物体产生的加速度既跟外力有关，又跟物体本身的质量有关。
人教版高中物理必修一第四章4.2实验探究加速度与力、质量的关系教案
《2 实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计本节是高中物理必修1第四章第二节内容，牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫。
本节课是探索规律的实验课，重点是在教师的引导下让学生体验探究过程，体会物理学研究的方法，达到掌握方法、提高能力的目的。
三维目标：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，也与质量有关．2．通过实验探究加速度与力和质量的定量关系．过程与方法：1．指导学生定性分析加速度和力、物体质量的关系，知道用控制变量法进行实验．2．指导学生根据原理去设计实验.3．帮助学生分析数据表格，学会利用图象寻求物理规律的方法.情感态度与价值观1．通过探究实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度．2．通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神．3．渗透科学的发现、分析、研究等方法。
教学课时：1课时教学重点与难点:重点：1、实验注意事项的分析。
2对a∝F、a∝1／m图象的分析和探究。
难点：对探究性实验的把握。
教学方式：本节课主要采取的是“实验——探究”教学方式。
教学工具：牛顿第二定律演示仪长木板打点计时器和纸带小车重物天平教学过程:复习导入：复习牛顿第一定律的内容：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
得出牛顿第一定律的内涵：（1）力是改变运动状态的原因。
（2）质量是惯性大小的唯一量度。
分析：合力是产生加速度的原因，以及加速度大小与质量有关。
得出：加速度与力（合力）、质量有关。
新授：一、定性分析加速度与合力、质量的关系1）分析：在光滑水平面上，物体受力越大，产生的加速度越大，学生猜想a与F成正比；2）实验演示：同样的作用力，质量越大，加速度越小，学生猜想a与m成反比。
二、如何定量研究加速度、力和质量三者之间的关系。
1、学生讨论：研究方法：控制变量法。
当研究三个物理量之间的关系时，先要保持某个量不变，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法. 设计实验：利用学生熟悉的实验仪器和已知的方法，如何测量加速度、力和质量。
人教版高中物理必修一4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系导学案(二)
第四章运动和力的关系4.2 实验:探究加速度与力、质量的关系1、学会用控制变量法研究物理规律，2、学会怎样由试验结果得出结论，3、探究加速度与力、质量的关系对照给出的实验视图完成下列问题1．描述物体运动状态的物理量是？什么情况下说明物体的运动状态变了？你怎么理解加速度？2．根据自己经验，物体加速度的大小跟哪些因素有关？可能有什么关系？我们用什么方法来探究加速度跟这些物理量的关系？3．实验时我们需要测量哪些物理量，怎么测量？测量的数据怎么处理？为什么？4．小车运动过程中要受到木板给它的摩擦力，怎样平衡这个摩擦力？又怎样去验证摩擦力被完全平衡了？在探究加速度与力、质量的关系的实验中平衡了摩擦力后，改变重物的质量，或者是改变小车的质量，是否还需要重新平衡摩擦力呢?5．实验结论：物体的加速度与物体的成反比，与物体成正比。
一、实验目的探究加速度与力、质量的关系：当质量一定是，加速度与力成；当作用力一定是，加速度与质量成。
二、实验原理1、采用控制变量法：当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，我们设法控制某些参量使之不变化，而研究其中的变化的方法。
本试验有F m a三个参量，研究加速度与力、质量的关系时，我们先控制一个变量。
即当力不变时，加速度与的关系；当质量不变时，加速度与的关系。
2、要测量的物理量有：三、实验器材打点计时器，纸带及复写纸片，小车，一端附有定滑轮的长木板，小桶和砂，细绳，导线，天平， ， 砝码。
四、实验步骤1、用天平测出小车和小桶的质量M 和M /，把数值记录下来。
2、按图把实验器材装好，不挂小桶。
3、平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，让小车能在其上面做匀速运动。
4、把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，先接通电源在放开小车，取下纸带并标上号码。
5、保持质量不变，做上述试验，把力对应的纸带标好。
6、保持力不变，做上述试验，将质量对应的纸带标好。
7、计算出加速度，作出加速度与力的图像及加速度与质量得到数的图像。
高中物理人教版必修1 4.2 实验探究加速度与力、质量的关系 教案2
第四章第2节实验：探究加速度与力、质量的关系一、教材分析牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫。
本节内容是探索规律的实验，重点就是让学生亲身体验探究过程。
在教师的引导下学生进行设计研究，体会通过控制变量的物理研究方法与图像数据分析法。
二、教学目标知识与技能1.理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关。
2.通过实验探究加速度与力和质量的定量关系。
过程与方法1.使学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法实现。
2.指导学生根据原理去设计实验。
3.帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规律。
情感态度与价值观1.通过实验探究激发学生的创新精神。
2.使学生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、共同提高的学习态度。
三、教学重点难点教学重点1.探究方案的制定（如何测量加速度与如何提供恒定外力并测量）2.实验数据的处理方法教学难点指导学生设计合理的方案，作出图象，得出结论。
四、教学用具：第一组实验用具：附有滑轮与刻度尺的轨道两个、相同的小车2个、细线2条、钩码多个（用于提供牵引小车的力和改变小车的质量）、一根1-2米的长细绳。
第二组实验用具：附有滑轮与刻度尺的轨道、小车1个、光电门2个、细线1条、配重多个（用于提供牵引小车的力和改变小车的质量）。
五、教学过程1、引入上节课我们学习了牛顿第一定律，请同学们回想牛顿第一定律阐述了什么内容？学生答：牛顿第一定律谈到一切物体总是保持匀速直线运动或静止的状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
也就是说力能使物体的速度发生变化，产生加速度。
那么当一个力作用在物体上时，物体的加速度大小又和哪些因素有关呢？带着这个问题，我们一起来观看两个视频。
多媒体播放视频一：自制简易版仪器分离花生壳与花生膜同学们从该视频中可以得出什么结论呢？学生答：在相同大小的风力作用下，花生膜飞走了，花生果仁留下了。
【教案学案】物理必修一4.2实验：探究加速度与力、质量的关系docx
第四章 牛顿运动定律第二节 实验：探究加速度与力、质量的关系编制 审核 编号 023一、实验目的学会用控制变量法探究物理规律．全面正确地认识加速度与力、质量的关系． 二、实验原理1．加速度是表示物体运动速度变化快慢的物理量．根据事实经验，加速度与物体的质量有关．物体受力一定时，质量越小，加速度就越大．加速度还与物体受力的大小有关，物体质量一定时，受力越大，其加速度越大．2．控制变量法：加速度a 和质量m 、受力F 都有关系．研究它们之间的关系时，先保持质量不变，测量物体在不同力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系；再保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系．这种先控制一个参量不变，研究其余参量之间变化关系，再控制另一个参量不变，研究其余参量之间变化关系的方法叫控制变量法．三、实验器材砝码，一端有定滑轮的长木板，细线，纸带，导线，夹子，小盘，天平，小车，打点计时器，交流电源，复写纸，刻度尺．四、实验步骤1．用天平测出小车和重物的质量分别为M 0、m 0，并把数值记录下来． 2．按图4－2－1将实验器材安装好(小车上不系绳)．图4－2－13．平衡摩擦力，在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)．4．将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m 0g .5．保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤4，多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好重物的重力m 1g 、m 2g …以及计算出相应纸带的加速度填入表格1.保持托盘中所放重物的质量不变，在小车上加放砝码，并测出小车与所放砝码的总质量通电源，放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码．7．继续在小车上加放砝码，重复步骤6，多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码． 8．计算出每次实验所得纸带的加速度值及小车与砝码的总质量填入表格2.本实验的数据处理可以采用计算法和图象法两种方法： 1．计算法测得加速度或加速度之比(等于位移之比)后，通过计算看看是否满足a 1a 2＝F 1F 2、a 1a 2＝M 2M 1.2．图象法(1)分析加速度和力的关系依据表格1，以加速度a 为纵坐标，以外力F 为横坐标，作出a －F 关系图象，如图4－2－3所示，由此得出结论．(2)分析加速度和质量的关系依据表格2，以加速度a 为纵坐标，以小车及砝码的总质量M 或1M为横坐标作出a －M 或a －1M关系图象，如图4－2－4所示，据图象可以得出结论．图4－2－4实验结论：物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比．六、误差分析七、注意事项(1)平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和重物的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．(2)实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和重物的总质量．只有如此，重物和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．(3)小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手．(4)作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧．离直线较远的点是错误数据，舍去不予考实验探究一原理步骤例：用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：A．用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量；B．按图装好实验器材；C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶；D．将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车的质量；E．保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验；F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；G．作a－M关系图象，并由图象确定a－M关系．(1)该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________，应把________改为____________．(3)在上述步骤中，处理不恰当的是________，应把________改为________．【答案】(1)平衡摩擦力 B(2)步骤D 6 V电压的蓄电池 6 V以下交流学生电源(3)步骤G a－M a－1M实验探究二 数据处理例 (2014·蒙自高一检测)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图4－2－5所示的装置，打点计时器的打点频率为50 Hz.(1)该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个计时点，如图所示，相邻两点间的距离分别为10.0 mm 、12.0 mm 、14.0 mm 、16.0 mm 、18.0 mm ，则打E 点时小车的速度为_____m/s ，打A 、F 两点的过程中小车的平均速度为________m/s ，小车的加速度为________m/s 2.图4－2－6(2)该同学要探究小车的加速度a 和质量M 的关系，应该保持拉力不变；得到多组数据后他应描绘的图象是________⎝⎛⎭⎫选填a －M 还是a －1M . (3)该同学通过对数据的处理作出了a －F 图象如图4－2－7所示，则 ①图中的直线不过原点的原因是____________． ②此图中直线发生弯曲的原因是____________．【解析】 (1)v E ＝x DF 2T ＝(16.0＋18.0)×10－32×0.02m/s ＝0.85 m/sv AF ——＝x AF 5T ＝(10.0＋12.0＋14.0＋16.0＋18.0)×10－35×0.02m/s ＝0.7m/s ；由Δx ＝aT 2可得a ＝Δx T 2＝2×10－30.022m/s 2＝5 m/s 2；(2)在拉力一定时，a 与M 成反比，故得到多组数据后他应描绘的图象是a －1M；(3)①由图象可知，当拉力为0时小车的加速度大于0，故直线不过原点的原因是平衡摩擦阻力时角度过大；②要使绳子所挂沙和沙桶的重力的大小作为细绳对小车拉力的大小，必须使m ≪M ，否则将会出现较大误差，当沙和沙桶的质量过大时，沙和沙桶的重力与绳的拉力有较大的差异，从而产生很大的误差．【答案】 (1)0.85 0.7 5 (2)a －1M(3)①平衡摩擦阻力时角度过大 ②沙和沙桶的质量过大，不再满足m ≪M。
人教版高一物理必修一教案：4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系
导学案第二节. 实验：用DIS研究加速度与力的关系、加速度与质量的关系一. 实验目的：1.了解影响加速度的因素——力和质量.2.通过实验分别作出a-F、a-m的关系图象并得出其关系3.体会“控制变量法”对研究问题的意义.4.新课标用DIS研究a-F、a-m之间的关系二. 实验器材：DIS（位移传感器、数据采集器、计算机等）、带滑轮的力学轨道、细绳、小车、钩码、、天平、支架等。
三.实验装置：四实验步骤：实验1：研究小车在质量一定的情况下，加速度与受力的关系⑴DIS 连接：将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在力学轨道的高端。
调整接收器、发射器的位置，使其基本正对。
将接收器与数据采集器相连，数据采集器与计算机相连，构成DIS实验系统。
⑵进行摩擦力平衡调整。
步骤如下：a 、双击图标，打开DIS 程序，等待传感器自动连接，待变成，传感器就连接成功了。
单击“新课改实验”，双击实验条目“用DIS求加速度”，进入实验界面。
b 、将小车放到斜面上，打开位移传感器发射器电源开关，点击“”，轻推小车开始运动，测量小车的加速度。
当加速度接近零时，可以认为小车重力沿斜面的分力已与小车和轨道之间的摩擦力平衡，见（图）。
c、如果加速度与 0 相差较大，则调节轨道的倾角，再次测量，直至达到要求。
d、点击退出，退出“用DIS求加速度”。
实验一（1）返回软件主界面，点击实验条目“研究加速度与力的关系”。
（2）将细绳的一段栓在小车上，另一段通过滑轮拴在钩码上。
（3）在窗口下方的表格内输入小车的质量及拉力数值(等于钩码的重力)。
（4）将小车放到轨道上，点击“开始记录”，释放小车，数据采集完，点击“停止记录”（5）点击“选择区域”，选择需要研究的一段v-t图线。
此时软件窗口下方的表格中将自动显示该段v-t图线对应的加速度。
（6）保持小车质量不变，改变拉力，重做实验，可得到另几组数据，记录在表格中。
a-F图线（7）处理实验数据，画出a-F图线，归纳得出结论。
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第四章第2节实验：探究加速度与力、质量的关系
一、教材分析
牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫。
本节内容是探索规律的实验，重点就是让学生亲身体验探究过程。
在教师的引导下学生进行设计研究，体会通过控制变量的物理研究方法与图像数据分析法。
二、教学目标
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，也与质量有关。
2.通过实验探究加速度与力和质量的定量关系。
过程与方法
1.使学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法实现。
2.指导学生根据原理去设计实验。
3.帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规律。
情感态度与价值观
1.通过实验探究激发学生的创新精神。
2.使学生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、共同提高的学习态度。
三、教学重点难点
教学重点
1.探究方案的制定（如何测量加速度与如何提供恒定外力并测量）
2.实验数据的处理方法
教学难点
指导学生设计合理的方案，作出图象，得出结论。
四、教学用具：
第一组实验用具：附有滑轮与刻度尺的轨道两个、相同的小车2个、细线2条、钩码多个（用于提供牵引小车的力和改变小车的质量）、一根1-2米的长细绳。
第二组实验用具：附有滑轮与刻度尺的轨道、小车1个、光电门2个、细线1条、配重多个（用于提供牵引小车的力和改变小车的质量）。
五、教学过程
1、引入
上节课我们学习了牛顿第一定律，请同学们回想牛顿第一定律阐述了什么内容？
学生答：牛顿第一定律谈到一切物体总是保持匀速直线运动或静止的状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
也就是说力能使物体的速度发生变化，产生加速度。
那么当一个力作用在物体上时，物体的加速度大小又和哪些因素有关呢？带着这个问题，我们一起来观看两个视频。
多媒体播放视频一：自制简易版仪器分离花生壳与花生膜
同学们从该视频中可以得出什么结论呢？
学生答：在相同大小的风力作用下，花生膜飞走了，花生果仁留下了。
当力的大小一定时，质量越大，加速度越小。
多媒体播放视频二：弹力汽车在不同大小的弹力作用下的运动
同学们从这个视频中又可以得到怎样的结论呢？
学生答：两辆相同的小车从不同的位置拉回起点，使得小车内弹簧的拉力大小不同，拉力大的小车先到达终点，说明小车的加速度大。
也就是说当物体质量一定时，力越大，加速度越大。
图1 图2
总结：从以上两个视频中我们可以得到结论：
当力的大小一定时，质量越大，加速度越小。
当物体质量一定时，力越大，加速度越大。
从这两个视频中我们可以看出物体的加速度与物体的质量和它受到的力有关生活中是否还有其他实例也能说明它们之间的关系？
学生回答：
1.质量大的物体加速度小.如：并驾齐驱的大货车与小汽车在相同的制动力下，小汽车停下来用的时间少.
2.受力大的物体加速度大.如：赛车和普通小汽车质量相近，但赛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系。
）
看来我们已经得到加速度的大小与物体的受力和物体的质量之间的定性关系，但是物理研究不能只满足与这样的定性关系，这节课我们就一起来探究这三。