实验探究加速度与力和速度的关系
《实验：探究加速度与力、质量的关系》说课稿
《实验：探究加速度与力、质量的关系》说课稿《实验：探究加速度与力、质量的关系》说课稿1尊敬的各位评委：大家好！我说课的题目是《实验：探究加速度与力、质量之间的关系》。
首先，我对本节课进行了详细教学前设计，下面我将从教材分析、学情分析、三维目标分析、教学重点及难点、实验仪器分析、教法学法、教学过程、教学评价八个方面来向大家汇报。
教材分析探究性实验是高中物理新课程中一种重要的实验方法。
探究“加速度与力、质量的关系”一课正是探究性实验，实验安排在学习牛顿第二定律之前，对于学生来说，比验证性的实验难度要大，所以对本节教材主要做以下两点分析：1、从教材前后联系来看，本节内容具有承上启下的作用，上一节学习了质量是惯性大小的唯一量度，探究加速度与力、质量的关系是认知过程的必然，这一节又是《牛顿第二定律》的实验和理论基础，所以本节课实验能否成功对于下一节的学习非常关键。
2、从教材内容来看，本节课涉及到控制变量法、图象法，是高中物理实验常用的方法，所以更要好好把握。
学情分析1、具备的学科知识分析学生在前面已经知道了加速度的物理意义，知道力是改变物体运动状态的原因及质量是惯性大小的唯一量度，但学生对加速度与力、质量的关系的理解只是简单的定性关系。
2、学生能力分析学生已经基本掌握探究性实验的研究方法，在本实验中，老师只要作一些必要的指导，学生都能完成实验操作及数据处理。
但运用控制变量法研究问题方面能力有限，应加强引导。
教学三维目标1、知识与技能了解影响加速度大小的因素；能通过实验探究得出物体的加速度与所受的外力成正比，与物体的质量成反比。
要重视学生实验技能的提高，培养学生获取知识和设计实验的能力。
2、探究过程与方法通过控制变量法，使学生充分体会探究问题，与小组成员合作设计实验方案，操作实验，借助多媒体辅助，利用图象法对实验数据进行处理，讨论分析与交流，最后总结出实验结论。
3、情感态度和价值观使学生经历科学探究的过程，体会探究过程中所用的科学方法，体验成功的喜悦；激发学生的学习兴趣。
力与加速度的关系实验
力与加速度的关系实验【引言】力与加速度之间的关系一直是物理学中的重要课题。
本文将通过一系列实验来探究力与加速度之间的关系，以便更好地理解这一物理现象。
【实验一：关于力、质量和加速度】在这个实验中，我们将通过改变物体的质量来研究力和加速度的关系。
首先，我们选择了几个不同质量的物体，并将它们都放在同样的平坦表面上。
然后，我们在每个物体上施加相同大小的力，并测量每个物体的加速度。
结果显示，无论物体的质量大小如何，施加的力越大，物体的加速度也越大。
这表明力与加速度之间存在直接的正比关系。
【实验二：关于力和斜面角度】在这个实验中，我们将进一步研究力和加速度的关系，但这次我们会改变斜面的角度。
我们使用同样的物体，并施加相同的力。
然而，我们将斜面调整为不同的角度，从而改变物体相对于水平面的倾斜程度。
实验结果显示，斜面角度愈大，物体的加速度也愈大。
这表明力与加速度的关系还受到了斜面角度的影响，但其具体的关系需要进一步研究。
【实验三：关于力、弹簧和加速度】这个实验将探讨力、弹簧和加速度之间的关系。
我们选择了一个可伸长的弹簧，然后在弹簧的一端挂上一个物体，另一端固定在支架上。
我们改变挂在弹簧上的物体的质量，并记录弹簧拉伸的长度。
实验结果显示，物体质量的增加导致了弹簧的拉伸，表明物体受到了一个向下的力。
根据胡克定律，力和弹簧的拉伸长度成正比关系。
由于弹簧的拉伸与物体的加速度成正比，我们可以得出结论：力与加速度之间存在正比关系。
【结论】通过以上实验，我们得出以下结论：力与加速度之间存在直接的正比关系，力的大小决定了物体的加速度的大小。
同时，斜面的角度和弹簧的弹性也会对力与加速度之间的关系产生影响，其具体关系需要进一步深入研究。
这些实验结果对于理解力学原理以及实际应用都具有重要意义。
【致谢】在这个实验过程中，我们要感谢导师和同学们的帮助和支持。
没有他们的支持，我们无法完成这个实验研究。
【参考文献】（列出参考文献，无需给出链接）以上是关于力与加速度的关系实验的报告。
《实验：探究加速度与力、质量的关系》示范教案
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★教学目标(一)知识与技能1.学会通过实验探究物体加速度与力、质量的关系2.在实验中掌握打点计时器的用法3.对自己的实验结果进行归纳分析(二)过程与方法4.根据所学知识及日常经验初步分析a、F、m三个物理量间的关系（定性分析）。
5.采用控制变量的方法，通过实验对a、F、m三个物理量间的数量关系进行定量研究；运用列表法及图象法处理数据；根据实验数据，归纳、推理实验结论（定量分析）。
(三)情感态度与价值观6.通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神7.学会与他人合作、交流，具有团队意识和团队精神。
★教学重点1.控制变量法的使用2.如何提出实验方案，并使实验方案合理可行3.实验数据的分析和处理。
★教学难点1.控制变量法的使用2.误差分析★教学过程一、导入：师：牛顿第一定律定性地描述了物体的运动和力的关系，物体的运动不需要力来维持，力是使物体运动状态发生改变的原因。
当物体受到的合外力不为0时，将使物体的运动状态发生改变。
而物体运动状态（也就是运动速度）发生改变时，物体具有加速度，所以说物体受到的合外力不为0是物体产生加速度的原因，即力是物体产生加速度的原因。
师：上节课的学习中我们还了解到：质量是物体惯性的量度，质量越大，惯性越大，而惯性越大就代表物体的运动状态越难改变。
运动状态难改变就是说速度变化慢即加速度小。
所以质量也将决定物体加速度的大小。
师：从上面的分析我们知道，物体的加速度与合外力和质量有关，而且大体知道它们之间是怎样的关系：质量一定时，受力越大，其加速度越大。
例如，竞赛用的小汽车，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，可以在四五秒内从静止加速到100km/h；受力一定时，质量越小，加速度越大，例如，同样牵引力下空车的加速比装满货物的车的加速度大。
但是物体学研究不满足这样的定性关系。
我们还想知道它们之间有怎样的定量关系。
加速度与力的关系实验与数据分析
重复性实验
在相同条件下进行多次实验，观察实验结果的 一致性和稳定性。
计算多次实验结果的平均值和标准差，评估实 验的重复性。
实验可靠性评估
对比实验 与其他已知准确性的方法或设备进行对比实验，验证本实验的准确性。 分析对比实验结果，找出可能存在的误差来源并进行改进。
实验可靠性评估
01
不确定度分析
02
实验过程中，我们采用了先进的 测量设备和技术，确保了数据的 准确性和可靠性。
研究意义与价值
本实验的研究结果对于深入 理解牛顿运动定律和经典力
学具有重要意义。
通过实验验证加速度与力的 关系，可以为工程设计和实 际应用提供理论支持，例如 车辆动力学、航空航天等领
域。
本实验的研究方法和技术手 段可以为相关领域的科学研 究提供借鉴和参考。
本实验还可以为后续研究提供基础数据和参考，有助于深入理解加速度与 力的关系以及物体运动的基本规律。
05
误差来源与改进措施
误差来源
设备精度
测量设备的固有误差或老化可能导致 系统误差。
环境因素
温度、湿度等环境因素可能影响实验 结果。
误差来源
数据读取
人为读取数据时可能引入的随机误差 。
实验操作
实验操作过程中的微小变化或不稳定 性。
对实验结果进行不确定度分析 ，评估测量结果的可靠性和置 信度。
03
根据不确定度分析结果，对实 验方法和数据处理进行优化和 改进。
06
结论与展望
结论总结
01
02
03
在本实验中，我们成功验证了加 速度与力之间的正比关系，即当 物体质量保持不变时，加速度与 作用力成正比。
通过实验数据的收集和分析，我 们得到了准确的加速度和力的数 值关系，进一步证实了牛顿第二 定律的正确性。
高中物理_实验：探究加速度与力质量的关系教学设计学情分析教材分析课后反思
人教版必修一物理第四章第2节《实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计课前案2实验：探究加速度与力、质量的关系一、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.课中案探究一、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1将实验器材安装好(小车上不系绳)．图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. 表格1 物体的质量一定，加速度与受力的关系 实验次数加速度a/(m·s －2)小车受力F/N1 2 3 4 5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． 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 物体受到的外力一定，加速度与质量的关系实验次数加速度a/(m·s －2)小车与砝码总质量M/kg小车与砝码总质量的倒数1M/kg －11 2 3 4 51．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2所示，由此得出结论．图22．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3所示，据图象可以得出结论．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． 探究三、误差分析1．因实验原理不完善造成系统误差本实验中用所挂重物的重力代替小车受到的拉力，实际上小车受到的拉力要小于所挂重物的重力，存在系统误差．所挂重物的质量比小车的质量越小，误差越小；反之误差越大． 2．因操作不够准确造成的偶然误差 (1)质量的测量误差．(2)测量纸带上各点间的距离的误差(读数误差)． (3)绳或纸带与木板不平行造成的误差．(4)平衡摩擦力不准确造成的误差．平衡过度使小车合外力偏大，平衡不够使小车的合外力偏小，此时要注意匀速运动是恰好平衡摩擦力的标志． 四、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．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．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，可舍去不予考虑． 5．释放时小车应靠近打点计时器且先接通电源再放开小车．图3探究四、实验过程、实验数据的处理的理解典例1：如图4所示是某同学探究加速度与力、质量的关系时，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；图4(1)电源________；(2)电磁打点计时器位置________；(3)滑轮位置________；(4)小车位置________；(5)长木板__________________．典例2：某实验小组利用如图 5所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系.图5(1)由刻度尺读出两个光电门中心之间的距离x，已知遮光条的宽度为d.该实验小组在做实验时，将滑块从图中所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1和通过光电门2的时间Δt2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1＝________，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2＝________，则滑块的加速度的表达式a＝_______________.(均用上述字母表示)(2)在本次实验中，实验小组通过改变滑块的质量总共做了6组实验，得到如表所示的实验数据．通过分析表中数据后．你得出的结论是___________________.m/g a/m·s－2250 2.02300 1.65350 1.33 400 1.25 500 1.00 8000.63(3) 课后案达标检测1．(多选)用如图1所示的装置探究加速度a 与力F 、质量M 的关系，下列说法中正确的是( )A ．连接沙桶和小车的轻绳应和长木板保持平行B ．将电火花计时器接在6 V 的交流电源上，先接通电源，后放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量C ．在探究a 与质量M 的关系时，作出a －1M 图象能更直观地判断二者间的关系D ．轻绳对小车的拉力一定等于砝码和沙桶的总重力2．(多选)如图2所示是某同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是( )A ．形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大B ．形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小C ．形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大D ．形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小3．用如图3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：图1图2A ．用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量B ．按图示装好实验器材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 与M 关系(1)该同学漏掉的重要实验步骤是________，该步骤应排在________步实验之后．(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__ ______． 4．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，我们得到了如图4所示的两个实验图象a 、b ，描述加速度与质量关系的图线是________，描述加速度与力的关系的图线是________．5．某探究学习小组的同学们要验证“牛顿运动定律”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图5中未画出)．图3图4图5(1)该实验中小车所受的合力________(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数，该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(选填“需要”或“不需要”)(2)实验获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，挡光板的宽度L，光电门1和2的中心距离为S.某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为g，则该实验要验证的关系式是__________________．人教版必修一第四章第2节《实验：探究加速度与力、质量的关系》学情分析本节课所面对的是高一上学期的学生，这个年龄段的学生思维活跃，有较强的求知欲，具有一定的分析问题解决问题能力，也具备进行实验探究设计和数据处理的相关知识。
《探究加速度与力、质量的关系》 知识清单
《探究加速度与力、质量的关系》知识清单在物理学中，加速度与力、质量之间的关系是一个极其重要的概念。
理解它们之间的关系不仅有助于我们解决实际问题，还能让我们更深入地理解物体的运动规律。
接下来，让我们一起详细探究一下这三者之间的关系。
首先，我们来了解一下加速度的概念。
加速度是描述物体速度变化快慢的物理量。
如果一个物体的速度在短时间内发生了较大的变化，那么它就具有较大的加速度；反之，如果速度变化缓慢，加速度就较小。
加速度的单位是米每秒平方（m/s²）。
力，是改变物体运动状态的原因。
当一个物体受到力的作用时，它的速度往往会发生改变。
力的大小、方向和作用点都会影响力对物体的作用效果。
比如，推动一个静止的小车，施加的力越大，小车启动得就越快。
质量，则是物体所含物质的多少。
质量越大的物体，其惯性越大，也就越难改变其运动状态。
想象一下，推动一辆重型卡车和一辆轻便的自行车，显然推动卡车需要更大的力。
那么，加速度与力、质量到底有什么样的关系呢？这就引出了牛顿第二定律。
牛顿第二定律指出，物体的加速度与作用在它上面的力成正比，与物体的质量成反比。
用公式表达就是：F ＝ ma ，其中 F 表示力，m 表示质量，a 表示加速度。
这个公式告诉我们，如果对一个质量一定的物体施加更大的力，它的加速度就会更大；反之，如果施加的力减小，加速度也会减小。
同时，如果一个物体的质量增大，在受到相同大小的力的作用时，它的加速度会变小；质量减小，加速度则会变大。
为了更直观地探究加速度与力、质量的关系，我们可以通过实验来进行。
在实验中，我们可以通过改变施加在物体上的力的大小，测量物体的加速度，从而验证加速度与力的正比关系。
比如，使用一个带有滑轮的斜面，在斜面上放置一个小车，通过在小车上添加不同质量的砝码来改变力的大小，同时利用打点计时器或者传感器来测量小车的加速度。
同样，我们也可以通过改变物体的质量，保持力的大小不变，来观察加速度的变化，从而验证加速度与质量的反比关系。
实验探究加速度与力质量的关系示范课
3 实验过程
（1）用天平测出小车和小盘的质量 M 和m， 并把数据统计下来(规定：M >> m)
（2）按实验装置图把实验器材安装好，但不 要把悬挂小盘的细绳系在小车上 （3）平衡摩擦力 （4）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先 通电源再放开小车，取下纸带，并标注牵引力 （5）保持小车质量不变，在小盘内放入质量
2．在本实验中，在研究加速度a与小车的质量M的 关系时，由于没有注意始终满足M≫m的条件，成果得 到的图象应下是图中的( D )
3．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验 中，某同窗选用的实验装置如图所示．
(1)在水平实验桌上放置一端有定滑轮的长木板， 将不带定滑轮的一端适宜垫起的目的是___.
＝ m/s2 ＝ m/s2＝0.15 m/s2.
图实－4－6
(3)小车、砝码盘和砝码构成的系统所受合外力为砝码盘和 砝码的总重力，而表中数据漏计了砝码盘的重力，造成合 力F的测量值不大于真实值，a－F图线但是原点．
[答案] (1)0.16(0.15也算对) (2)见解析 (3)未计入砝码盘的重力
7.(2009年台州模拟)如图3－4－10所示，在探究加 速度与力、质量的关系的演示实验中，若1、2两个 相似的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码 的质量分别为m1、m2，打开夹子后通过相似的时 间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的 范畴内，有( ) A．当m1＝m2、F1＝2F2时，x1＝2x2 B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1 C．当m1＝2m2、F1＝F2时，x1＝2x2 D．当m1＝2m2、F1＝F2时，x2＝2x1
母代号)．
DCEABF或DCEBAF.
A．保持重物的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复
《实验：探究加速度与力、质量的关系》运动和力的关系PPT
请在图丙中画出 a-m1 图线，并依据图线求出小车加速度 a 与质 量倒数m1 之间的关系式是________。
(3)保持小车质量不变，改变槽码的质量，该同学根据实验数据 作出了加速度 a 随合力 F 变化的图线，如图丁所示。该图线不 通过原点，请你分析其主要原因是______________________ ____________________________________________________。
应作 a-m1A图像，故选项 D 正确。 (2)利用逐差法可得：s4＋s3－s2－s1＝4aT2， 解得 a＝s4＋s34－T2s2－s1＝40×.0204.081 m/s2＝0.62 m/s2。 (3)将长木板右端适当垫高，其目的是平衡摩擦力；把长木板
的右端垫得过高，使得倾角过大，小车所受重力平行于木板的分 力大于小车受到的摩擦力，小车受到的合力大于细线的拉力，在 小车不受力时，小车已经具有一定的加速度，a-F 图像不过原点， 在 a 轴上有截距，因此他绘出的 a-F 关系图像是选项 C。
解析：(1)用逐差法计算加速度大小为 a＝x4＋4x×3－2xT2－2 x1＝1.00 m/s2。 (2)根据题目提供的小车加速度 a 与质量 m 对应的倒数m1 的有关数 据，可在坐标系中描出 8 个对应点，用一条直线“连接”各点，使 尽量多的点落在直线上，不在直线上的点
大致均匀分布在直线的两侧，得到的
实验次数 1
物理量
2 3 4 5 678
小车加速度 a/(m·s－2)
1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30
小车质量 m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67
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四、实验过程
7．改变小车上砝码的个数，重复步骤6，并多做几次。
实验 加速度 小车和砝码的 次数 a/(m·s－2) 总质量M/kg
1 2 3 4
四、实验过程
二、数据处理
1．计算加速度——先在纸带上标明计数点，测量各 计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的 加速度。
2．作图象找关系——根据记录的各组对应的加速度 a与小车所受牵引力F，建立直角坐标系，描点画aF 图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，便证明 加速度与作用力成正比。再根据记录的各组对应的 加速度a与小车和砝码总质量M，建立直角坐标系， 描点画a－M(1)图象，如果图象是一条过原点的倾斜直 线，就证明了加速度与质量成反比。
以平衡摩擦力 B．平衡摩擦力时，图示装置中的钩码不需要取下 C．每次改变小车的质量时，都要重新平衡摩擦力 D．钩码的质量要远小于小车的质量
例 题
(2)探究加速度a与所受合外力F的关系时，保 持小车质量一定，有两位同学分别做实验，
讲 作出的aF图线如图甲、乙所示。下列分析正
解 确的是________。
5．作图：作图时，两坐标轴的比例要适当，要使尽可 能多的点落在所作直线上，不在直线上的点应尽可能 对称地分布在所作直线两侧。
五、实验改进
1．用气垫导轨和光电门来完成此实验。 2．用拉力传感器直接测绳的拉力。
例 例1 [2017·山西太原一模]用图a的装置“探究加速度与力、 题 质量的关系”时有两个“巧妙”的设计，一是要求小车的
四、实验过程
【误差分析】
1．因实验原理不完善引起误差。以小车、小盘和
砝码整体为研究对象得 mg＝(M＋m)a；以小车为研
究对象得F＝Ma；求得F
M mg M m
用小盘和砝码的总重力mg代替小车的拉力，而实
际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力。小盘
和砝码的总质量越小于小车的质量，由此引起的误差就
第十三讲：探究加速度 与力、质量的关系
主讲：高安庭
一、实验目的
1．学会用控制变量法研究物理规律。 2．探究加速度与力、质量的关系。 3．掌握利用图象处理数据的方法。
二、实验原理
探究加速度a与力F及质量M的关系时，应用的 基本方法是控制变量法，即先控制一个参量— —小车的质量M不变，讨论加速度a与力F的关 系，再控制砝码和小盘的质量不变，即力F不 变，改变小车质量M，讨论加速度a与M的关系。
例 题 讲
(3)在满足实验条件下，某同学得到了如图b的 图线(M为小车和砝码的总质量)，图线在纵轴 上截距不为零的原因是_长__木__板__倾__角__过__大____。
解
例
题 [2018·云南昆明第一学期检测]某实验小组的同
讲 解
学用如图所示的装置，探究加速度与力和质量的 关系。
例 题 (1)为了使小车受到的合外力的大小等于钩码重力的 讲 大小，则________。 解 A．应将图示装置中长木板的右端垫起适当的高度，
质量远大于砂和砂桶的质量之和；二是对小车要进行“平
讲 衡摩擦力”操作。 解 回答下列问题：
(1)实验要求“小车质量远大于砂和砂桶质量之和”的目
的是_小__车___所__受__拉__力__近__似___等__于__砂__和__砂__桶__的___总__重__力_。
(2)对小车进行“平衡摩擦力”操作时，下列必须进行的 是________(填字母序号)。 A．取下砂和砂桶 B．在空砂桶的牵引下，轻推一下小车，小车能做匀速直 线运动 C．小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时，打点 计时器的电源应断开 D．把长木板没有定滑轮的一端垫起适当高度
四、实验过程
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，反复移动薄木块的 位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速 运动状态。
4．让小车靠近打点计时器，挂上小盘和砝码， 先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀 加速下滑，打出一条纸带。计算小盘和砝码 的重力，即为小车所受的合外力，由纸带计 算出小车的加速度，并把力和对应的加速度 填入表1中。
2．不重复平衡摩擦力：整个实验平衡了摩擦力后， 不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和 砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力。
四、实验过程
3．实验条件：每条纸带都必须在满足小车的质量远 大于小盘和砝码的总质量的条件下打出。只有如此， 小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力。
4．一先一后一按住：改变拉力和小车质量后，每次 开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源， 再放开小车，且应在小车到达定滑轮前按住小车。
四、实验过程 实验 加速度 小车受
次数 a/(m·s－2) 力F/N
1
2
3
4 5．改变小盘内砝码的个数，重复步骤4，并多做几 次。
6．保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝 码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸 带。计算砝码和小车的总质量M，并由纸带计算 出小车对应的加速度，并将所对应的质量和加速 度填入表2中。
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、实验过程
一、实验步骤
1．称量质量——用天平测量小盘的质量m0 和小车的质量M0。
2．装器材——按照如图所示装置把实验器 材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在 小车上(即不给小车牵引力)。
越小。因此，满足小盘和砝码的总质量远小于小车的质
量的目的就是减小因实验原理不完善而引起的误差。
四、实验过程
2．摩擦力平衡不准确造成误差。
3．质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距 离的测量误差、细绳或纸带不与木板平行等都会引起 误差。
四、实验过程
【注意事项】
1．平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的 细绳系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，且要 让小车拖着纸带匀速运动。
例
题 A．甲图图线不通过原点，是因为没有平衡摩擦力
讲 解
B．甲图图线不通过原点，是因为平衡摩擦力时木
板一端垫得过高
C．乙图图线发生弯曲，是因为弯曲部分对应的小
车的质量太大
D．乙图图线发生弯曲，是因为弯曲部分对应的钩
码质量太大