2012-2013学年人教版物理必修1课件 第4章 第2节 实验：探究加速度与力、质量的关系
验要解决的主要问题是怎样测量加速度和物体所受的力。
(1)怎样测量(或比较)物体的加速度： 在运动物体上安装一条穿过打点计时器的纸带，根据 纸带上打出的点来测量加速度。在这个实验中也可以测加 速度与其他量之间的比例关系。测量不同情况下(即不同受
力、不同质量时)物体加速度的比值就可以了。
2x 由于初速度为零时，a＝ 2 ，如果测出这两个初速度为 t 零的匀加速直线运动在相同时间内发生的位移 x1、x2，位移 a1 x1 之比就等于加速度之比，即 ＝ 。 a2 x2
点，作出的a－F图像如图所示。
(2)根据(1)中图像可知，保持小车和砝码的总质量不变， 小车的加速度 a 和拉力 F 成正比； 若保持力 F 不变， 改变小 车和砝码的总质量，通过实验探究可知小车的加速度 a 与小 车和砝码的总质量成反比； 因此可以判断(1)中图像斜率表示 小车和砝码总质量的倒数。 1 Δa (3)由(1)中图像可得：M＝ ，解得 M＝1 kg。 ΔF (4)由 a－F 图像可知， 当力 F＝0.1 N 时， 小车开始运动， 说明此时小车受到的阻力为 0.1 N。
1．探究加速度与力的关系的基本思路 保持物体的质量不变，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。 2．探究加速度与质量的关系的基本思路 保持物体所受的力不变，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。
3．实验方案 这个实验中需要测量的物理量有三个：物体的加速度、 物体所受的力、物体的质量。质量用天平测量，因此本实
[例1]
在“探究加速度与力、质量的
关系”的实验中，采用如图4－2－6所示的
实验装置，小车及车中砝码的质量用M表
示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车 图4－2－6
的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。
(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳 对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。 (2)一组同学在做探究加速度与质量的关系实验时，保持 盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测
第 四 章 牛 顿 运 动 定 律
理解教材新知 第2节
实验： 探究加 速度与 力、质 量的关 系
把握热点考向
考向一 考向二
应用创新演练
一、实验目的 (1)学会用控制变量法探究物理规律。 (2)探究加速度与力、质量的关系。
二、实验原理
控制变量法 在探究加速度与力、质量三者关系时，先让其中一个 量保持不变来探究其他两个量之间的关系。
图4－2－5
(2)用粘泥将两辆小车的质量调整得完全一样，用 小车后面的细绳将小车拉到木板右端后用铁夹夹紧细绳， 使小车静止。 (3)在小车的起始位置做上记号，然后松开铁夹， 两小车便由静止开始做匀加速运动。经过适当的时间， 再夹住铁夹，使小车停止运动。
a1t1 2 (4)测量出两小车运动的距离 x1 和 x2，可由 x1＝ ，x2 2 a2t2 2 ＝ 两式相除得 x1∶x2＝a1∶a2。如果测得 x1∶x2＝1∶2， 2 可知 a1∶a2＝1∶2，即 a1∶a2＝F1∶F2。 (5)改变动滑轮上所挂的钩码的质量，重复以上实验，可 以得到相同的结论：小车的加速度与它所受的力成正比。
五、数据处理 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4－2－3
图像，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 1 1 量 M 或M为横坐标作出 a－M 或 a－M关系图像如图 4－2－4 所示，据图像可以得出结论。
(2)怎样提供和测量物体所受的恒力
设计的实验装置如图4－2－1所示。
图4பைடு நூலகம்2－1
①对此实验中力的理解：除了在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，实验中的力F的含义可以是 物体所受的合力。
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。
表格2
实验 次数 1 2 3 4 5
物体受到的外力一定，加速度与质量的关系
加速度 a/(m· s－2) 小车与砝码 总质量 M/kg 小车与砝码总 1 质量的倒数M/kg－1
(3)各纸带上的加速度a，都应是该纸带上的平均加速度。 (4)作图像时，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，可舍去不予考虑。 (5)小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手。
七、误差分析 (1)托盘和砝码的总重力约等于小车所受的合外力，但会 带来一定的误差。小车的质量与托盘和砝码的总质量相差越 大，这种误差越小。 (2)为减小长度测量时的偶然误差，可进行多次测量取平 均值。 (3)没有平衡摩擦力或摩擦力没有平衡好，实验中作出的 1 a－F 或 a－M图像不过原点。
八、它案设计
利用下列器材：带有定滑轮的木板、铁架台、小车、
滑轮、钩码、大号铁夹、米尺、细绳、粘泥等设计实验，
探究加速度a和它所受的力F之间的关系。
(1)用5个铁架台将两块木板架起，如图4－2－5所示。
由钩码和两个动滑轮组成动力系统，如果不考虑滑轮本
身的质量，拉小车B的力是拉小车A的力的2倍，即F1∶F2 ＝1∶2。每辆小车后面拖一根细绳，绕过木板后竖直下 垂被一固定在桌面上的大号铁夹夹住。
得到的a－F图线如图(b)所示，两个同学做实验时的哪 一个物理量取值不同。
[解析]
(1)只有 M 与 m 满足 M≫m 时， 才能认为绳对小
车的拉力近似等于盘及盘中砝码的重力。 1 1 (2)由于 a∝M， 所以 a－ M图像应是一条过原点的直线， 1 所以数据处理时，常作出 a－M的图像。 (3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。 (4)小车及车上的砝码的总质量不同时，a－F 图像的斜 率也就不同。
出相应的加速度，采用图像法处理数据。为了比较容易地检
查出加速度a与质量M的关系，应该做a与________图像。
(3)如图4－2－7(a)所示为甲同学根据测量数据做出的a－
F图线，此图线说明实验存在的问题是_________________。
图4－2－7 (4)乙、丙两同学用同一装置做实验，画出了各自
(1)根据表中的数据在图4－2－8的坐标系上作出a
－F图像；
图4－2－8
(2)图像斜率的物理意义是______________________。 (3)小车和砝码的总质量为________kg。 (4)图线(或延长线)与F轴截距的物理意义是______________。
[解析]
(1)根据所给数据在所给坐标系中准确描
②平衡摩擦力：如图4－2－1所示，纸带穿过打点计时
器。为了消除摩擦力对小车的影响，可将木板无滑轮的一端 稍微垫高一些，用小车的重力的分力来抵消它所受到的摩擦 力，直到小车不挂重物时能在木板上匀速运动为止。
当挂上重物时，只要重物的质量远小于小车的质量，那么 我们可近似认为托盘和砝码所受的重力大小等于小车所受的 合力的大小。增减盘中砝码的个数可改变小车所受到的合力。 (3)怎样由实验结果得出结论： 根据实验数据以 a 为纵坐标、F 为横坐标，和以 a 为纵坐 1 标、m为横坐标作出图像。如果图像是过原点的直线，则说明 加速度与力成正比与质量成反比。
[答案 ] (1)M≫ m 1 (2)M (3)没有平衡摩擦力或平
衡摩擦力不够
(4)小车及车上砝码的总质量
[例2]
在做“探究加速度和力、质量的关系”的实验
中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a 和拉力F的数据如下表所示： F/N a/(m· s－ 2 ) 0.20 0.11 0.30 0.19 0.40 0.29 0.50 0.40 0.60 0.51
[答案]
(1)见解析
(2)小车和砝码总质量的倒数
(3)1 (4)小车受到的阻力为0.1 N
图4－2－4
3．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、注意事项
(1)平衡摩擦力时不要挂重物，而且平衡了摩擦力后，不
管以后是改变盘和砝码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砝 码的总质量。
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m0g。
(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
三、实验器材
打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定
滑轮的长木板、小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电
源、导线、天平(带有一套砝码)、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M0、m0，并 把数值记录下来。 (2)按图4－2－2将实验器材安装好(小车上不系绳)。
图4－2－2
(3)平衡摩擦力，把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反
的重力m1g、m2g…，以及计算出相应纸带的加速度填入表格1。
表格1
物体的质量一定，加速度与受力的关系 加速度a/(m· s － 2) 小车受力F/N
实验次数 1 2 3
4
5
(6)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M，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
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人教版高中物理必修一第四章第2节实验：探究加速度与力、质量的关系 课件(共18张PPT)
方案一：小车、打点计时器、纸带、一端 带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻 度尺、天平为器材，研究小车运动。
用天平测出 小车的质量m
从打点计时器打 出的纸带计算出 小车的加速度a
砝码的总重力 G当作小车受
到的拉力F
思考：小车在运动方向上受几个力的作用？
细绳对小车的拉力等于小车所受的合力 吗？
改进后的实验装置图：
小车
打点计时器
纸带
电源
砝
把木板一端垫高，
码
平衡小车受到的摩
擦力
实验探究
1.探究加速度与合力的关系
实验基本思路：保持小车的质量不变， 测量小车在不同作用下的加速度，分析 加速度与合力的关系。
怎样改变合力？
做实验 、得数据、填表格一、 作图象、进行分析、形成结论
0.75 a/m·s -2
0.60 0.45 0.30 0.15
0.400 0.500 0.750 1.000 1.200
a/m ·s -2
0.861 0.692 0.470 0.352 0.290
m1 /kg -1
2.50 2.00 1.33 1.00 0.83
0.8 0.6
0.4
0.2
0 0.50.21.0 01.4.5 02.6.0 0.28.5 1.0 1.2m1m//kgkg-1
x1= 2 a1t2 x2= 2 a2t2
F1 x1
a1/ a2=x1/x2 测量出x1 、x2
F2 x2
2、控制F相同，探讨加速度a与m的关系
小结
探究加速度与力、质量的关系 1.研究方法： 控制变量法
2.结论：a∝F a∝1/m a F m
2.探究加速度与质量的关系
人教版高中物理必修1 第四章第2节 实验：探究加速度与力、质量的关系 课件%28共16张PPT%29
二、实验探究
参考方案二 用打点计时器测小车 运动加速度
调节木板倾斜程度， 平衡小车所受摩擦力
二、实验探究
气垫导轨装置测加速 度
二、实验探究
挡光板 △x
光电门1
光电门2
X，t
x x v v 0 t 2 t1 a t t
或
x 2 x 2 ( ) ( ) 2 2 v v0 t2 t1 a 2x 2x
问题：物体的加速度与它受的力、它的质量有什么 定量关系。
二、实验探究
（一）实验方法
控制变量法
m一定 F一定
a—F a—m
(二）实验数据分析方法 画出a-F和a-1/m的图像
二、实验探究
（三）相关物理量的测量 1.物体的质量：天平
2.物体的加速度 2x 由运动学公式 可 a 2 计算 用刻度尺测位移，秒表测时间，由公式 知位移跟加速度成正比。 t 用打点计时器，根据纸带上打出的点测加速度 初速度为0的匀加速直线运动在相同时间内发生的 a1 x1 位移之比就是加速度之比，即
第四章
牛顿运动定律
§4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系
一、新课引入
讨论：同一辆小轿车， 从不同档启动时快慢 为什么不一样？
一、新课引入
讨论：为什么小轿车从静止 加速到100km/h,只需要几十 秒，而满载货物的货车加速 就慢得多？
一、新课引入
总结：物体质量一定时，受力越大，它获得的加速 度越大；物体受力一定时，质量越小，它获得的加 速度越大。
a
O
F
二、实验探究
2.砝码和小盘的质量不变时，用横坐标表示小车 和车上砝码总质量倒数，纵坐标表示加速度，根 据实验数据作出a-F图象
人教版高一物理必修一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》课件(共26张PPT)(完美
列说法中符合实际的是
()
A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，
能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系
B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，
就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系
C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，
就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系
√D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不 改变受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加
(4)小车和砝码的总质量为________ kg.
解析：(1)选取适当的标度，作出a－F图象如图所示．
(2)由F＝Ma得a＝F/M ，可见图象的斜率为小车和砝码的总 质量的倒数．
(3)图象与F轴的截距表示加速度恰好为零时的拉力，也即是小 车受到的阻力，大小为0.1 N.
(4)由图可知图线斜率k＝1(kg－1)，由k＝ 1/M可得：M＝1 kg.
速度、力、质量三者之间的关系
2、在做“探究加速度与力、质量的关系”的实 验时， 某学生将实验装置如图所示安装，准备 接通电源后开始做实验，但他的装置图中有两 个明显的错误，请你指出来：
（1） 没有平衡摩擦力
（2）打点计时器应使用低压交流电源
3．某同学在“探究加速度与力、质量的关系”的实验
中，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：
【学习目标】
• 1、知道探究加速度与力、质量的关系的合理 性和必要性
• 2、知道实验思路的合理性，以及用图像处理 实验数据的有效性
• 3、经历实验的操作和测量过程，以及通过图 像处理实验数据的过程，体验如何平衡摩擦 阻力、减小系统误差（钩码所受的重力不等 于小车所受的拉力等）的操作办法。
• 4、体会整个探究过程的科学严谨和合理性
人教版高一物理必修1课件：4.2实验：探究加速度与力、质量的关系
M(kg)
1
2
3
4
5
（2）作图分析：作a——1/ M图像
引入新课 猜想与假设 设计实验 进行实验 得出结论
得出结论
1、M一定，加速度a与F的定量关系： a M一定时
0
F
2、F一定，加速度a与M的定量关系:
a F一定时
1̶
M
（注意：这里的力F指的是物体所受的合外力）
引入新课 猜想与假设 设计实验 进行实验 得出结论
保持钩码的数量不变，改变小车的质量，
重复实验五次。
（1）实验数据记录
实验 小车质量 M / kg
次数
加速度 a / (m/s2)
（2）作图分析：
a F一定时
1
2
3
4 5
0
M1̶
引入新课 猜想与假设 设计实验 进行实验 得出结论
进行实验
实验方案二
用气垫导轨探究加速度和力、质量的关系
器材：气垫导轨、滑块、光电门、钩码、天平等
的大小。重复实验五次。 （1）实验数据记录
实验 小车受力F/N
次数
加速度 a / (m/s2)
1
（2）作图分析： 作a——F 图像
a M一定时
2
3
4
5
0
F
引入新课 猜想与假设 设计实验 进行实验 得出结论
进行实验
接通电源，放开小车，让小车在拉力的作用下做加速运动，用
纸带记录小车的运动情况
2、探究加速度与质量的关系（力不变）
重物的质量要远远小于小车的质量m物<<M车， 这样小车受到的拉力才等于重物的重力。
引入新课 猜想与假设 设计实验 进行实验 得出结论
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》ppt课件
2019/8/11
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11
⑤ 搁置问题抓住老师的思路。碰到自己还没有完全理解老师所讲内容的时候，最好是做个记号，姑且先把这个问题放在一边，继续听老师讲后面的 内容，以免顾此失彼。来自：学习方法网
⑥ 利用笔记抓住老师的思路。记笔记不仅有利于理解和记忆，而且有利于抓住老师的思路。
2019/8/11
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10
谢谢欣赏！
x1 x2
2 1
ammm112
结论：当物体受力一定时，物体的加速度与质量成反比
第四章 牛顿运动定律
方案二： P73参考案例二
实验器材：小车、打点计时器、纸带、长木板、细 线、砝码、钩码、刻度尺、天平。
F
实验 1、平衡摩擦力:在木板无滑轮的一端下面垫一 注 事意 项：薄上木打块出，的反点复是调均节匀高（度即差小，车直匀到速小运车动后）面为的止纸。带
4.2 探究加速度与力、 质量的关系
第四章 牛顿运动定律
1、速度是描述物体运动状态的物理量
2、速度的大小或方向改变，即速度改变， 则物体的运动状态就变化了
3、加速度是描述物体速度变化快慢（或运动变化 快慢）的物理量
问题：物体运动状态变化的快慢（即加速度） 和什么有关？
（1）质量 例如：一般小汽车从静止加速到100km/h，只需
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题，有的要求回答，有的则是自问自答。一般来说，老师在课堂上提出的问 题都是学习中的关键，若能抓住老师提出的问题深入思考，就可以抓住老师的思路。
② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的，若把自己预习时所理解过的知识 逻辑结构与老师的讲解过程进行比较，便可以抓住老师的思路。
高中物理课件-人教版物理必修一第四章 牛顿运动定律 第二节 《实验- 探究加速度与力、质量的关系》
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
【课堂探究】 1. 一般小汽车从静止加速到100km/h，只需要十几秒的时 间，而满载的货车加速就慢得多。说明加速度的大小与物 体的 质量 有关。
货
汽
赛
车
车
车
2.赛车质量与一般小汽车相仿，但因为安装了强大的发动
机，能够获得巨大的牵引力，可以在四五秒的时间内从静 止加速到100km/h。说明加速度的大小与物体受 力 有关。
请 0.20
输 0.25
入 0.30
【误差分析】
1.请分析实验中出现以下两种图像的原因？
a
a
0
F
0
F
2.小桶及垫片的重力视为拉 小车的合外力，有问题吗？
4.如何测量物体的质量、力和加速度？
天平 小桶重力 打点计时器和纸带 光电门
【实验探究】 朗威DISLab(数字化信息系统实验室)V6.0
光电门 滑轮
实验用小车
轨 道
光电门测量加速度原理：
d
t1
a v2 v1 t
自定义公式 a
x
t2
d d a t2 t1
t
(0.02/t2-0.02/t1)/t12
探究加速度与力的关系时：
F实
小桶重力为0.045N 0.045 验
小桶 垫片重力为0.045N 垫片
通过增加垫片数
目来改变力！
0.090 0.135 0.180
时 请 输 入
0.225
探究加速度与质量关系时： 小车质量100g 砝码质量50g
通过增加砝码数 目来改变质量！
M
实 0.10
验 时
0.15
C h
实验： 探究加速度与力、质量的关系
【课堂探究】 1. 一般小汽车从静止加速到100km/h，只需要十几秒的时 间，而满载的货车加速就慢得多。说明加速度的大小与物 体的 质量 有关。
货
汽
赛
车
车
车
2.赛车质量与一般小汽车相仿，但因为安装了强大的发动
机，能够获得巨大的牵引力，可以在四五秒的时间内从静 止加速到100km/h。说明加速度的大小与物体受 力 有关。
请 0.20
输 0.25
入 0.30
【误差分析】
1.请分析实验中出现以下两种图像的原因？
a
a
0
F
0
F
2.小桶及垫片的重力视为拉 小车的合外力，有问题吗？
4.如何测量物体的质量、力和加速度？
天平 小桶重力 打点计时器和纸带 光电门
【实验探究】 朗威DISLab(数字化信息系统实验室)V6.0
光电门 滑轮
实验用小车
轨 道
光电门测量加速度原理：
d
t1
a v2 v1 t
自定义公式 a
x
t2
d d a t2 t1
t
(0.02/t2-0.02/t1)/t12
探究加速度与力的关系时：
F实
小桶重力为0.045N 0.045 验
小桶 垫片重力为0.045N 垫片
通过增加垫片数
目来改变力！
0.090 0.135 0.180
时 请 输 入
0.225
探究加速度与质量关系时： 小车质量100g 砝码质量50g
通过增加砝码数 目来改变质量！
M
实 0.10
验 时
0.15
C h
人教版物理高一物理必修一第四章牛顿运动定律4.2实验：探究加速度与力、质量的关系(共37张PPT)
2、桶和砝码的质量要比小车的质量小很多。
方案三：利用气垫导道
该方案仪器精密，是很好的方案，测量结果 精确，但中学一般没有这种仪器。
图 1 : 气垫导轨装置
图 2 :滑块和挡光片
图 3: 光电门
图 4 : 电脑计时器
图 5 : 气源
图 6 : 滑块的接触面
方案实施 1、确定方案 3、作出图象 5、形成结论 7、结论评估
1、怎样测量（或比较）物体的加速度 方案1：
有摩擦力影响
摩擦力影响极小
方案2：
方案3:根据初速度为零的匀加速直线运动 的位移公式可知：
若vo=0 由x= at2/2 有：
t相同时:a1/a2=x1/x2
2、怎样提供和测量物体所受的恒力
注意：盘和砝码的总质量远小于小车的质量！
实验中的F应为物体所受的合力，
讨论：力大小相同，作用在不同质量的 物体上，物体加速度有什么不同？
结论：当力大小相同时，物体的质量越 大，运动状态越难以改变，所以 质量越大，加速度越小。
注意：这里的力指的是物体所受的合外力。
总结：影响加速度的因素有哪些？
1、合外力 2、质 量
经过定性分析得
同一个物体， F大则a大 ；受同样的力， m大
如何处理小车所受的摩擦力？
平衡摩擦力：在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块 薄木
板，反复移动薄木板的位置，直至小车在斜面上运动时可以保 持匀速运动状态（通过在纸带上打出的点迹是否均匀来判）， 这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受的重力
在斜面方向上的分力平衡。
实验结论：
aF
a 1 m
2.产生物体运动状态改变的原因是什么?
力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原 因。
方案三：利用气垫导道
该方案仪器精密，是很好的方案，测量结果 精确，但中学一般没有这种仪器。
图 1 : 气垫导轨装置
图 2 :滑块和挡光片
图 3: 光电门
图 4 : 电脑计时器
图 5 : 气源
图 6 : 滑块的接触面
方案实施 1、确定方案 3、作出图象 5、形成结论 7、结论评估
1、怎样测量（或比较）物体的加速度 方案1：
有摩擦力影响
摩擦力影响极小
方案2：
方案3:根据初速度为零的匀加速直线运动 的位移公式可知：
若vo=0 由x= at2/2 有：
t相同时:a1/a2=x1/x2
2、怎样提供和测量物体所受的恒力
注意：盘和砝码的总质量远小于小车的质量！
实验中的F应为物体所受的合力，
讨论：力大小相同，作用在不同质量的 物体上，物体加速度有什么不同？
结论：当力大小相同时，物体的质量越 大，运动状态越难以改变，所以 质量越大，加速度越小。
注意：这里的力指的是物体所受的合外力。
总结：影响加速度的因素有哪些？
1、合外力 2、质 量
经过定性分析得
同一个物体， F大则a大 ；受同样的力， m大
如何处理小车所受的摩擦力？
平衡摩擦力：在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块 薄木
板，反复移动薄木板的位置，直至小车在斜面上运动时可以保 持匀速运动状态（通过在纸带上打出的点迹是否均匀来判）， 这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受的重力
在斜面方向上的分力平衡。
实验结论：
aF
a 1 m
2.产生物体运动状态改变的原因是什么?
力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原 因。
人教版高中物理必修一第四章牛顿运动定律第2节实验：探究加速度与力和质量的关系(共19张PPT)
间的关系，应作出 a 1 图像。 D．当小车的质量远大于m托盘和砝码的总质量时，才能
近似认为细线对小车的拉力大小等于托盘和砝码的总
重力大小
例3．如图所示是某同学做探究“加 速度与力、质量的关系”实验时， 已接通电源正要释放纸带时的情 况．请你指出该同学的五个差错．
答案 ①应用低于6V的交流电源 ②打点计时器应在木板的右端 ③应使小车左端的线与木板平行 ④小车应靠近打点计时器 ⑤应适当垫高木板右端以平衡小车受到的摩擦力
例2：在“探究加速度与力、质量的关系”
的实验中，采用如图所示的装置． (1)本实验应用的实验方法是: ( 控制变量法 ).
(2)下列说法中正确的是( C D )
A．在探究加速度与质量的关系时，应改变拉力的大小
B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量
C.在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者
(1)研究加速度a 和力F 的关系
以加速度a为纵坐标，力F为横坐标，根据测量数据描点，然后
作出图象，如图所示，若图象是一条通过原点的直线，就能说
明a与F成正比.
(2)研究加速度a与质量m的关系
如图所示，因为a－m图象是曲线，检查a－m图象是不是
双曲线，就能判断它们之间是不是成反比关系，但检查
这条曲线是不是双曲线，相当困难.若a和m成反比，则a
4.在砝码盘里放入适量的砝码，用细绳绕过定滑轮系在小车上，
在小车上加放适量的砝码，用天平测出砝码盘和砝码的质量m，
记录下来.接通电源，放开小车，待打点计时器在纸带上打好点 后取下纸带，并设计表格如下.
表1
次数
123456
小车加速度a/(m·s－2)
砝码盘和砝码的质量m/kg
拉力F/N
近似认为细线对小车的拉力大小等于托盘和砝码的总
重力大小
例3．如图所示是某同学做探究“加 速度与力、质量的关系”实验时， 已接通电源正要释放纸带时的情 况．请你指出该同学的五个差错．
答案 ①应用低于6V的交流电源 ②打点计时器应在木板的右端 ③应使小车左端的线与木板平行 ④小车应靠近打点计时器 ⑤应适当垫高木板右端以平衡小车受到的摩擦力
例2：在“探究加速度与力、质量的关系”
的实验中，采用如图所示的装置． (1)本实验应用的实验方法是: ( 控制变量法 ).
(2)下列说法中正确的是( C D )
A．在探究加速度与质量的关系时，应改变拉力的大小
B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量
C.在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者
(1)研究加速度a 和力F 的关系
以加速度a为纵坐标，力F为横坐标，根据测量数据描点，然后
作出图象，如图所示，若图象是一条通过原点的直线，就能说
明a与F成正比.
(2)研究加速度a与质量m的关系
如图所示，因为a－m图象是曲线，检查a－m图象是不是
双曲线，就能判断它们之间是不是成反比关系，但检查
这条曲线是不是双曲线，相当困难.若a和m成反比，则a
4.在砝码盘里放入适量的砝码，用细绳绕过定滑轮系在小车上，
在小车上加放适量的砝码，用天平测出砝码盘和砝码的质量m，
记录下来.接通电源，放开小车，待打点计时器在纸带上打好点 后取下纸带，并设计表格如下.
表1
次数
123456
小车加速度a/(m·s－2)
砝码盘和砝码的质量m/kg
拉力F/N
新人教版高一物理必修一第四章第2节《探究加速度与力、质量的关系》(ppt共14张)
4.2探究加速度与力、质量 的关系
一、学习目标
• 1.理解加速度与力的关系，知道得出这个关系的实验.
• 2. 理解加速度与质量的关系，知道得出这个关系的实验. • 3.掌握本实验的基本操作步骤和误差分析 .
加速度a与力F有关
力是产生加速度的原因
加速度a与质量m有关
质量是惯性大小的量度
二、问题与讨论
（2）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验，如图是他 在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔 为0.1 s，由图中的数据可算得小车的加速度为________m/s2。
2 .在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验课上，有甲、乙、
丙、丁四位同学分别根据自己所测得的实验数据，在同一个a－F
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
如何探究一个物理量与两个(或多个)物理 量之间的关系？我们应该采用怎样的实验研 究方法？
实验研究方法：控制变量法
保持m不变，研究a 与F的关系; 保持F不变，研究a与m的关系。
1、怎样测量物体的加速度？
实验原理图
２、怎样提供和测量物体所受的力?
平衡摩擦力
FN f
F1
G
把木板的一端垫高，以补偿打点计时器对小车 的阻力及其他阻力：调节木板的倾斜度，使小 车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。
坐标系中画出了四条不同的a－F图象，如图所示，试根据此图完
成以下各题
（1）实验中有两位同学忘记了一个重要实验步骤是
，
这两位同学是
；其余两位同学中对本实验步骤操作恰当的
是
，另一同学的失误是因实验时长木板的倾角
（填
“过大”或“过小”）。
一、学习目标
• 1.理解加速度与力的关系，知道得出这个关系的实验.
• 2. 理解加速度与质量的关系，知道得出这个关系的实验. • 3.掌握本实验的基本操作步骤和误差分析 .
加速度a与力F有关
力是产生加速度的原因
加速度a与质量m有关
质量是惯性大小的量度
二、问题与讨论
（2）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验，如图是他 在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔 为0.1 s，由图中的数据可算得小车的加速度为________m/s2。
2 .在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验课上，有甲、乙、
丙、丁四位同学分别根据自己所测得的实验数据，在同一个a－F
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
如何探究一个物理量与两个(或多个)物理 量之间的关系？我们应该采用怎样的实验研 究方法？
实验研究方法：控制变量法
保持m不变，研究a 与F的关系; 保持F不变，研究a与m的关系。
1、怎样测量物体的加速度？
实验原理图
２、怎样提供和测量物体所受的力?
平衡摩擦力
FN f
F1
G
把木板的一端垫高，以补偿打点计时器对小车 的阻力及其他阻力：调节木板的倾斜度，使小 车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。
坐标系中画出了四条不同的a－F图象，如图所示，试根据此图完
成以下各题
（1）实验中有两位同学忘记了一个重要实验步骤是
，
这两位同学是
；其余两位同学中对本实验步骤操作恰当的
是
，另一同学的失误是因实验时长木板的倾角
（填
“过大”或“过小”）。
新人教版物理必修一：第4章(第2课时)《实验：探究加速度与力、质量的关系》课件
答案：(1)该同学漏掉的重要实验步骤是①平衡摩擦力， 该步骤应排在按图安装好实验器材即 B 步实验之后
(2)在上述步骤中，有错误的是步骤 D，应把 6 V 电压的 蓄电池改为 6 V 以下交流电压的学生电源 (3)在上述步骤中， 处理不恰当的是步骤 G，应把 aM 改为 aM1
名师点睛：只有认真完成实验操作，并能理解操 作步骤，才能正确解答此类问题．
。2021年3月17日星期三2021/3/172021/3/172021/3/17
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/172021/3/17March 17, 2021
变式 训练
2．在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供 了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、 刻度尺、天平、导线．为了完成实验，还须从图中选取实 验器材，其名称是________________(漏选或全选得零分)， 并分别写出所选器材的作用 ___________________________．
第四章 牛顿运动定律
第二课时 实验：探究加速度与力、 质量的关系
探究一 对实验原理及方法考查
实验：在“探究加速度与力、质量的关系”的实验 中，为验证小车质量 M 不变时，a 与 F 成正比，小车质量 M 和沙及桶的质量 m 分别选取下列几组数值：应该用哪组 效果会好( )
A．M＝500 g，m 分别为 50 g、70 g、100 g、125 g B．M＝500 g，m 分别为 20 g、30 g、40 g、50 g C．M＝200 g，m 分别为 50 g、70 g、100 g、125 g D．M＝200 g，m 分别为 30 g、40 g、50 g、60 g