2024-2025学年新教材高中物理第四章运动和力的关系第二节实验：探究加速度与力质量的关系教案新人教版必修1

PAGE1-第2节试验：探究加速度与力、质量的关系问题与目标1.理解探究加速度与力、质量的关系的合理性与必要性。2.理解试验思路的合理性以及用图像处理试验数据的有效性。3.经验试验的操作和测量过程，以及通过图像处理试验数据的过程，体验如何平衡摩擦力，减小系统误差（钩码所受的重力不等于小车所受的拉力等）的操作方法。4.体会整个探究过程的科学严谨性和合理性。重点与难点重点1.怎样测量物体的加速度.2.平衡摩擦力和测量物体所受的合外力。难点1.对平衡摩擦力方法的理解以及测量物体所受的合力的方法2.指导学生选器材、设计方案、进行试验、作出图像、得出结论.教学打算老师要求多媒体课件、小车、一端带滑轮的长木板、钩码、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺。学生要求预习本节课内容教学过程一、导入新课速度是描述物体运动状态的物理量，加速度是描述速度变更快慢的物理量。因此也可以说，加速度是描述物体运动状态变更快慢的物理量。由前面的学习我们知道，力是变更物体运动状态的缘由，质量大的物体运动状态不简单变更。这说明，加速度与力、质量之间必定存在肯定的关系。下面我们来探究加速度与力、质量之间的定量关系。二、新课教学（一）试验思路老师引导：我们该如何探究物体的加速度与力、质量的定量关系？学生回答：用限制变量法，保持物体的质量不变，测量物体在大小不同的力的作用下的加速度，探究加速度与力的定量关系；保持力的大小不变，测量质量不同的物体在相同的外力作用下的加速度，探究加速度与物体质量的定量关系.（二）物理量的测量老师引导：如何测量加速度a？学生回答：1.可利用纸带求加速度.让物体牵引纸带与物体出起做加速运动，利用打点计时器在纸带上打点，依据点的分布状况，运用匀变速直线运动的规律求解加速度.2.假如物体做初速度为0的匀加速直线运动，那么，测量物体加速度最干脆的方法就是用刻度尺测量位移并用秒表测量时间，然后由算出。3.由于，假如测出两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体在相同时间内发生的位移为，则它们的位移之比就等于加速度之比，即：（三）试验过程试验器材：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。探究一：加速度与力的关系【老师活动】组织学生设计可行的探究方案。【学生活动】学生思索，设计可行的测量方案。老师引导学生测量数据，把对应数据填入下表。拉力F加速度a【老师活动】提问：如何才能直观的推断加速度与拉力之间的数量关系呢？指导学生在已发的坐标纸上，以a为横轴，F为纵轴建立坐标系，利用图像找寻二者数量关系。【学生活动】在坐标纸上描点、画图像，视察图像是否过坐标原点。【老师活动】总结得出结论：这些点大致在一条过原点的直线上，说明a与F成正比。探究二：加速度与质量的关系【老师活动】引导学生揣测加速度与质量之间的关系。【学生活动】揣测加速度与质量之间成反比。【老师活动】假如a与m成反比，那么a与成反比，两者的图像分别为什么样呢？老师引导学生测量数据，把对应数据填入下表。加速度a质量m质量倒数【老师活动】提问：如何才能直观的推断加速度与质量之间的数量关系呢？指导学生在已发的坐标纸上，以a为纵轴，m、分别为横轴建立坐标系，利用图像找寻二者数量关系。【学生活动】在坐标纸上描点、画图像，视察图像是否过坐标原点。a与m图像为一条曲线，a与图像为一条过原点的直线。【老师活动】总结得出结论：a与图像上这些点大致在一条过原点的直线上，说明a与m成反比。三、课堂小结1.试验原理当质量不变时，变更拉力，探究加速度与外力的关系。当外力不变时，变更物体的质量，探究加速度与质量的关系。2.物理量的测量3.试验探究（1）物体加速度与它受力的定量关系.（2）物体的加速度与其质量的定量关系探究.4.试验结论四、作业设计完成课本第87页练习题课堂练习1.下面是“探究加速度与力、质量的关系”试验步骤：①用天平测出小车质量M和小盘质量m；②安装好打点计时器，在小车上装好纸带；③调整长木板的倾斜程度；④在小盘中加入适量的砝码m1；⑤保持小车质量肯定时，探究加速度与力的关系；⑥保持小车所受拉力肯定时，探究加速度与质量的关系．(1)步骤③的目的是________________．(2)步骤④中，要求小盘和砝码总质量(m＋m1)________小车质量M.(3)步骤⑤和⑥，表明该试验采纳的科学方法是________________．在探究“加速度与质量的关系”的试验中，小车的受力F肯定时，a与M的关系数据如下表所示．试依据表中数据回答下列问题．a/(M/s2)2.012.663.233.98M/kg2.001.501.251.00(1)作a­M的关系图象能否发觉a与M的关系？为什么？怎样做才能发觉a与M的关系？________________________________________________________________________(2)在坐标纸中画出a­1/M的关系图象．(3)依据a­1/M的关系图象，你能得出怎样的结论？________________________________________________________________________

答案：【解析】(1)步骤③是为了平衡小车与木板、纸带与打点计时器间的摩擦力，使小车所受的合力等于绳子的拉力．(2)步骤④中，要求小盘和砝码总质量(m＋m1)远小于小车的质量M，以使小车所受绳子的拉力等于小盘和砝码的总重力．(3)该试验采纳的是限制变量法．【答案】(1)平衡摩擦力(2)远小于(3)限制变量法【解析】(1)作a与M的关系图象，不能发觉a与M的关系．依据表格可猜想到a与M可能成反比、也可能是a与M2成反比……，明显a­M关系图线是曲线，凭肉眼是不能推断曲线是否是双曲线的．若xy＝k(k为不等于0的常数)，则作y­eq\f(1,x)的关系图线可化曲为直，故应通过作a­1/M的关系图象探讨．(2)a­1/M关