《实验：探究加速度与力、质量的关系》上课用1
4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系人教版(2019)高中物理必修第一册课件
一切物体总保持匀速直线运动状态 或静止状态,除非作用在它上面的力迫使 它改变这种状态。
1、力是产生加速度的原因。
加速度与力的关系
2、惯性只与质量有关，质 量越大惯性越难改变。
加速度与质量的关系
这说明，加速度与力、质量之间必然存在一定的关
系。下面我们来探究加速度与力、质量之间的定量关系。
的加速度；而用相同的力推质量小的物体，物体会获 得大的加速度。
加速度可能与质量成反比?
加速度a与力m的关系
保持小车所受的拉力不变，通过 在小车上增加重物改变小车的质量。 测得不同质量的小车在这个拉力下运 动的加速度，分析加速度与质量的变 化情况，找出二者之间的定量关系。
二、物理量的测量
1、质量的测量
先固定一个变量x2不变，研究y与另一个变量x，之间的 定量关系；然后再固定变量x1不变，研究y与x2之间的 关系。
本节在探究加速度与力、质量之间的关系时，就采 用了控制变量的方法。以后在研究涉及多个变量的规律 时，还会用到控制变量的方法，它是科学研究中常用的 一种方法。
一、实验思路 用控制变量法探究加速度a与力F的关系和加速度a与质量m的关系。 二、物理量的测量 1、质量的测量，可以用天平测量质量。为了改变小车的质量， 可以在小车中增减砝码的数量。 2、加速度的测量 方法1、小车做初速度为0的匀加速直线运动。 方法2、利用打点计时器。 方法3、让两个小车做初速度为0的匀加速直线运动。 3、力的测量
m：天平
2、怎么测量 a: 打点计时器
3、进行实验
F: 物体所受的合力
4、利用表格分析数据
用图所示的装置可以完成这个探究实验。将小车 置于水平木板上，通过滑轮与槽码相连。小车可以在 槽码的牵引下运动。
高中物理第2节《实验探究加速度与力、质量的关系》参考课件1
预习导学
一、电磁振荡
1．振荡电流的产生 电磁振荡
(1)振荡电流和振荡电路
①振荡电流：大方向小和 性迅速变化的电流．
都随时间做周期
②振荡电路：能够振荡产电生流
路电容．器由C
和线圈L的电组成的电路是最简单的振荡电
路，称为LC振荡电路．
预习导学
(2)电磁振荡的过程
放电过程：由于电感线圈对交变电流的阻碍
起变化的电场……于是，变化的电场和变化
探究加速度与力、质 量的关系
力是产生加速度的原因 有外力作用 → 物体运动状态改变 →
速度改变 → 有加速度产生
力越大
运动状态改变越大
加速度越大
质量是物体惯性大小的量度
物体质量越大 → 运动状态越难改变 → 相同外力作用下，速度变化越慢 → 加速度
越小
物体质量一定时，受力越大， 加速度越大．
物体受力一定时，它的质量越大， 加速度越小．
4.有什么方法可以进一步减少摩擦呢？
三.进行实验探究
m一定， 研究a与F的关系．
指导学生分组实验，把小车在不同拉力下的加 速度填在设计好的表格中。
(参考表格)
第一次
第二次
小 小车 拉力F 小车 拉力F 小车
车 编 号
质量 m/kg
（砝码＋ 盘
质量／kg）
位移 s／ m
（砝码＋ 盘
质量／kg）
位移 s／m
磁场能 ，磁场能电逐场能渐
转化为电场能．充电完毕，电流减小为零，
全部转化为
. 此后电容器再放电，再充
预习导学
(3)电磁振荡 电容器不断地充电和放电，电周路期中性就出现了
变化的振荡电流，这种现象叫做电磁振荡．
《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。
高中物理 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系课件 新人教版必修1
实验步骤 1．用天平测出小车和重物(包括小盘)的质量分别为 M0、 m0，并把数值记录下来． 2．按图将实验器材安装好(小车上不系绳)．
3．平衡摩擦力，把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)．
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．
6．保持小车所受合力不变，在小车上加放砝码，并测出 小车与所放砝码的总质量 M1，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序号．
7．继续在小车上加放砝码，重复步骤 6，多做几次实验， 并将对应的质量和加速度填入表 2 中．
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________．
由于初速度为零时 a＝2t2x，如果测出这两个初速度为零的 匀加速直线运动在相同时间内发生的位移 x1、x2，位移之比就 等于加速度之比，即aa12＝xx12.
(2)怎样提供和测量物体所受的恒力：设计的实验装置如图 所示．
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．
《实验：探究加速度与力、质量的关系》参考课件
《实验：探究加速度与力、 质量的关系》参考课件
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目录
1
WORKREVIEW
实验目的与原理
4
FUTUREOUTLOOK
误差来源及减小方 法
2
UNDERWORK
实验器材与步骤
5
UNDERWORK
实验结论与意义
砝码
03
用于改变小车的质量。
细绳 力传感器 位移传感器 数据采集与处理系统 所需器材 用于连接小车与力传感器。 用于测量小车的位移。 用于测量细绳上的拉力。 用于实时采集和处理实验数据。
搭建实验装置
1. 将光滑斜面固定在实 验台上，调整其倾斜角 度，使小车能够沿斜面
下滑。
01
3. 将细绳一端连接在小 车上，另一端连接力传 感器，并确保细绳与斜
应急处理措施
若发生火警，应迅速切断电源，使用灭火器等消防 设备扑灭火源，并按照实验室的紧急疏散程序撤离。
若发生设备故障或异常情况，应立即停止实验，并 及时报告指导老师或实验室管理员。
若发生人员受伤或中毒事故，应立即进行急救处理， 并及时拨打急救电话或送往医院救治。
个人防护建议
在进行实验前，应穿戴好实验服、护目 镜、手套等个人防护用品。
提供了定量计算的基础 通过测量力和质量，可以预测物体的加速度，进 而计算物体的运动状态。
指导了工程实践 在机械、建筑等领域，需要精确控制物体的运动 状态，该实验结论为工程师提供了理论支持和实 践指导。
对未来研究的展望
深入研究非线性关系
在极端条件下，如超高速、超强力等情况下，牛顿第二定律可能 不再适用，需要探索更复杂的非线性关系。
《探究加速度与力、质量的关系》 教学设计
《探究加速度与力、质量的关系》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）学生能理解加速度与力、质量的关系。
（2）学生能够通过实验设计和数据分析，得出加速度与力成正比、与质量成反比的结论。
（3）学生学会使用控制变量法进行科学探究。
2、过程与方法目标（1）通过实验探究过程，培养学生提出问题、作出假设、设计实验、收集数据、分析论证的能力。
（2）让学生经历科学探究的过程，体会科学研究的方法，提高科学探究的素养。
3、情感态度与价值观目标（1）通过实验探究，培养学生严谨认真的科学态度和实事求是的科学精神。
（2）激发学生对物理学科的兴趣，培养学生的合作精神和创新意识。
二、教学重难点1、教学重点（1）理解加速度与力、质量的关系。
（2）掌握控制变量法在实验中的应用。
2、教学难点（1）实验方案的设计和实验数据的处理。
（2）对加速度与力、质量关系的深入理解和应用。
三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法四、教学过程1、新课导入通过播放汽车启动、飞机起飞等视频，引导学生观察物体运动状态的变化，提出问题：是什么因素决定了物体运动状态变化的快慢？从而引出加速度的概念，并进一步思考加速度与力、质量之间可能存在的关系。
2、猜想与假设组织学生分组讨论，根据生活经验和已有的知识，对加速度与力、质量的关系进行猜想。
学生可能会提出：加速度与力成正比，与质量成反比；或者加速度与力和质量的乘积成正比等假设。
3、实验设计（1）介绍实验器材：小车、砝码、托盘、打点计时器、纸带、细绳、滑轮、刻度尺、天平。
（2）引导学生设计实验方案：控制质量不变，探究加速度与力的关系。
控制力不变，探究加速度与质量的关系。
（3）强调控制变量法的应用：在探究加速度与力的关系时，保持小车的质量不变，通过改变托盘和砝码的质量来改变拉力；在探究加速度与质量的关系时，保持拉力不变，通过改变小车上砝码的数量来改变质量。
4、进行实验（1）学生分组进行实验，教师巡视指导，确保实验操作的正确性和安全性。
2实验：探究加速度与力、质量的关系-人教版必修1教案
实验探究加速度与力、质量的关系实验目的通过实验探究加速度与力、质量的关系，加深对牛顿第二定律的理解。
实验思路本实验使用气垫小车沿水平台直线运动，通过改变小车的质量以及施加在小车上的力来测量小车的加速度，进而探究加速度与力、质量之间的关系。
实验步骤实验器材气垫小车、一根水平轨道、一张计时表、一根轻质绳。
实验步骤1.将小车放置在轨道上，轨道水平放置。
2.用轻质绳连接一根力传感器和小车。
3.对小车施加各不相同的力，记录力传感器的数值F以及小车在轨道上运动的时间t。
4.将小车的质量改变，并重复步骤3，记录数据。
5.将数据整理，分析加速度与力、质量的关系。
实验数据F / N m / kg t / s a / m·s-21 0.2 2.5 0.402 0.2 1.3 1.543 0.2 0.8 3.754 0.2 0.6 6.671 0.5 5.0 0.102 0.5 2.5 0.403 0.5 1.6 1.874 0.5 1.2 3.331 1.0 8.0 0.132 1.0 4.0 0.503 1.0 2.5 1.204 1.0 1.5 2.67实验分析通过上表得到的实验数据，我们可以得出以下结论：实验结果1.施加的外力越大，小车的加速度越大。
2.小车质量越小，所受到的外力相同，则加速度越大。
3.当小车的质量恒定时，所受到的外力越大，小车的加速度也相应地越大。
实验验证通过实验结果可以验证牛顿第二定律F=ma。
小车所受到的外力与小车质量的乘积正好等于小车所获得的加速度，即F=ma成立。
实验总结通过本实验的探究，我们成功地验证了牛顿第二定律，并深入理解了加速度与力、质量之间的关系。
实验中我们还克服了各种实验的误差，得到了比较准确的数据。
该实验的操作简单易懂，同时实验结果也非常直观，因此是一种非常好的教学实验。
实验：探究加速度与力,质量的关系 课件
3．把长木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，以 平衡摩擦力． 4．将小盘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
时所挂小盘的重力 m0g.
5．保持 小车 的质量不变，改变小盘(包括其中砝码)的质 量重复步骤 4 多做几次实验．每次小车应从同一位置释放，并记 录好相应纸带．
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、 低压交流电源 、导线、天平(带有一 套砝码)、刻度尺、砝码． 四、实验步骤 1．用天平测出小车和小盘(包括其中砝码)的质量分别为 M0、 m0，并把数值记录下来． 2．按下图所示将实验器材安装好(小车上不系绳)．
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________．
3.每次准备释放小车时，小车应靠近打点计时器且先接通电 源再放手．
4.作图象时，要使尽可能多的点落在所作直线上，不在直线 上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧．离直线较远的点误差 较大，可舍去不予考虑．
二、误差分析 1．在实验中，我们认为钩码的重力就等于小车所受的合 力．但这是有误差的，只有在小车质量比较大，钩码重力比较小， 且长木板合理倾斜的情况下，实验结果才比较理想． 2．质量测量、长度测量中也存在偶然误差，可通过多次测 量取平均值的方法来减小误差． 3．平衡摩擦力不准而造成误差． 4．描点作图时存在误差．
实验：探究加速度与力、质量的关系 课件-高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
误差分析
►实验原理不完善造成误差：小盘及盘中砝码的总质量越小，误差越小。
如图说明拉力很大时，AB段明显偏离直线，即所挂小盘及盘中砝码的
总质量太大，不满足远小于小车和车中砝码的总质量的条件。
►平衡摩擦力不准造成误差：实验一环里中设定为光滑水平面情形，所
以实验中应平衡摩擦力，若未平衡摩擦力或平衡不当就会带来系统误差。
进行试验
调试实验装置进行实验
加速度与力的关系
小车质量一定
拉力F
加速度a
加速度与质量的关系
质量m
加速度a
小车所受拉力一定
数据分析
分析a~F
绘 制 a-F 图
像。
若这些点大致在同一条
直线上，故可以判断在质量
一定时，物体的加速度与其
所受的合外力成正比。
数据分析
分析a~F
如何更直观地处理数据？
次
数
当小
其他两个量之间的关系，称为控制变量法。
(3)当小车质量 M 车远大于 m 槽时，细绳对小车的拉力大小近似等于所
挂槽码的重力 m 槽 g，称为近似法。
(4)通过图像研究实验数据，称为图像法。
1
(5)在作图时，由 a-M 车图像转化为 a- 图像，使图线由曲线转化为直
M车
线，称为化曲为直法。
解析
典型考点二
图像法
(4)实验数据处理的科学方法：________。
1
化曲为直法
(5)由 a-M 车图像转化为 a- 图像，所用的科学方法：___________。
M车
解析
(1)由于小车运动时受到摩擦等阻力，所以要补偿阻力，以减小
实验误差，称为阻力补偿法。
(2)在探究加速度与力、质量的关系时，先保持力或质量不变，来探究
实验：探究加速度与力、质量的关系 课件
块，反复移动木块位置，直到轻推小车在斜面上运动时 可保持匀速直线运动，这时车拖着纸带运动时所受的摩 擦力恰与车所受到的重力在斜面方向上的分力平衡．
4．在小桶里放入适量的砂，在小车上加放适量的砝码，用
天平测出小桶和砂的质量m，并记录下来．把细线系在小
例2 在“探究加速度与力、质量的关系”活动中，某小组 设计了如图8所示的实验装置．图中上下两层水平轨道表 面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码 盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装 置使两小车同时开始运动，然后同时停止．
图8
(1)在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使________；在实 验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量________ 小车的质量(选填“远大于”、“远小于”、“等于”)． (2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能 这样比较，是因为________________________． (3)实验中获得数据如下表所示：小车Ⅰ、Ⅱ的质量均为200 g.
D．当小车的质量远大于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
(3)某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所 示．(小车质量保持不变)
F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 a/(m·s－2) 0.10 0.20 0.28 0.40 0.52 ①根据表中的数据在图7所示坐标系上作出a－F图象．
6．在每条纸带上选取一段比较理想的部分，算出每条纸带 对应的加速度的值．
7．用纵坐标表示加速度，横坐标表示作用力(大小近似等于 砂和小桶的重力)，根据实验结果画出小车运动的a－F图 象，从而得出a－F的关系．
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二、加速度与质量的关系
1、实验的基本思路：保持物体受力不变，改变小车 质量，分析加速度与质量关系
2、实验数据分析：设计表格，做a—m和a—1/m图像 。
实验探究
方案1：
问题1
如何测量加速度？
问题2 如何测量小车受到的拉力？
问题3 如何减小摩擦力的影响？
问题4 绳子的拉力等于钩码的重量吗？为什么？ 不等于！因为钩码向下加速，所以绳 子的拉力小于钩码的重力。 问题5 什么情况下钩码重力可以近似等于
(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当垫起的目的是 . (2)请指出这位同学实验装置中的三处错误： A．_______ _ _；B．______________； C．____________________________。
4、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，按实验要求 安装好器材后，应按一定步骤进行实验，下述操作步骤的安排顺 序不尽合理，请将合理的顺序填写在下面的横线上：________( 填字母代号)． 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 几次 B．保持小车质量不变，改变重物的质量，测出加速度，重复几 次 C．用天平测出小车和重物的质量
（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 为m1的小物体，重复上述实验 （6）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材
实验探究
数据处理
0.40
0.30
0.20
0.10
用纵坐标表示加速度 a，横坐标表示牵引力F 作a — F 图象 次数 牵引力F/N 0.21 0.40 3 0.50 0.26 4 0.30 0.60 5 F/N
如图所示．
图象，
通过a－m和a－
关系图象可知：
1 a m
方案2： 课本上参考案例中的实验方案
Ｆ Ｆ 小车 小车 夹子
由于两小同时启动、同时停止,故运动时间相同
只需验证：
x1 F1 m一定时： x2 F2 x1 m2 F一定时： x2 m1
m
（
a1 F1 a2 F2
）
a1 m2 （ a2 m1
绳子拉力即小车所受的合外力？
当砝码质量比小车质量小得多时，绳子的拉 力近似等于砝码的重力，即小车受到合外力 近似等于砝码的重力。
3
实验过程
（1）用天平测出小车和小盘的质量 M 和m， 并把数据记录下来(要求：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,使小车近似做匀速直线运动
D．平衡摩擦力，使小车近似做匀速直线运动
E．挂上重物，放进砝码，接通打点计时器的电源，放开小车， 在纸带上打下一系列的点
1 F．根据测量的数据，分别画出a－F和a－ 图线 m
2
实验：探究加速度与力、质量的关系
物体运动状态变化的快慢和什么有关？
1、质量
例如：一般小汽车从静止加 速到100km/h，只需十几秒 的时间，而满载的货车加速 就慢的多。
2、受力
例如：竞赛用的小汽车，质量不很大，却安装 着强大的发动机，可以获得很大的加速度。
一、加速度与力的关系
1、实验的基本思路：保持物体的质量不变，改变物 体 的受力，分析加速度与力的关系 2、实验数据分析：设计表格，做a—F图像。
）
光滑水平面 F
练习：
1．某学生做“探究加速度与力、质量的关 系”的实验在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得 过高，使得倾角偏大．他所得到的a－F关系可用下 列哪个图线表示(图中a是小车的加速度，F是细线 作用于小车的拉力)( ) C
3．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验 中，某同学选用的实验装置如图所示．
0 0.20 0.40 0.60
a — F 图象是一条过原点的倾斜直线
a ∝F
(2)把不同质量(小车与车内砝码的总质量)的小车在 相同力作用下产生的加速度填在下表中：
实验次 加速度a/(m·s－ 小车的总质量 2) m/kg 数 1 0.25 1
2
3
0.20
0.14
1.25
1.8
4
0.10
2.5
由以上数据画出它的a－m图象及a－