《物理》课件 2.4 学生实验：探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系

2.4学生实验

探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系

教学目标情境引入实验探究交流讨论拓展延伸1.理解探究运动物体加速度与物体受力、质量关系的实验设计思路，知道加速度与力成正比，与质量成反比

2.加强对控制变量法的认识，形成科学思维

3.经历实验探究和测量过程，通过图像处理实验数据，掌握减少实验误差的方法，提升实验设计与操作的能力

4.体会探究实验的科学性和严谨性，养成实事求是、严谨的科学态度。教学目标情境引入——理论推理回顾牛顿第一定律的内容：

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。我们把这个性质称之为“惯性”惯性和哪些因素有关呢？

惯性只和质量有关说明质量M可以用来描述物体“抵抗运动状态变化”的本领加速度又是描述物体“运动状态变化快慢”的物理量加速度与质量之间是否存在联系？情境引入——理论推理回顾牛顿第一定律的内容：

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。运动状态的改变就是速度的改变，也就是产生了加速度说明力是产生加速度的原因力F是迫使物体“运动状态改变”的原因加速度与合外力之间是否存在联系？

实验探究——探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系实验设计思路探究加速度跟合外力的关系正式实验探究加速度与质量的关系实验准备安装与测量控制变量法（1）按如图所示安装实验装置。

（2）用游标卡尺测出滑块上挡光片的计时宽度Δs,从导轨上的标尺读出两个光电门之间的距离s。用天平测量小盘和砝码的质量m′和滑块的质量m。

实验探究——安装与测量（1）打开气源，放上滑块，调节气垫导轨水平，使得滑块能静止在导轨上。

（2）在细绳的一端挂上砝码盘，另一端通过定滑轮系在滑块前端。调节滑轮的倾角，使细绳与导轨平行。

实验探究——实验准备

实验1：探究加速度与合外力的关系实验2：探究加速度与质量的关系保持砝码盘中砝码的质量不变，通过更换质量不同的滑块以增大或减小滑块的质量，多次重复实验。

实验探究——探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系

实验探究——探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系加速度与合外力的关系：

当物体的质量一定时，所‌受合外力越大，‌加速度越大，即加速度大小与合外力大小成正比。‌

加速度与质量的关系：

当物体所受合外力一定时，‌它的质量越大，‌加速度越小，即加速度大小与质量大小成反比实验结论——物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系

交流讨论实验优化？可以尝试利用MEMS加速度计测量物体的加速度吗？做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图1甲是传统的实验方案；图1乙是拓展方案，其实验操作步骤如下:

（ⅰ）挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑;

（ⅱ）取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；

（ⅲ）改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到的关系。拓展延伸——实践与练习①实验获得如图2所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打d点时小车的速度大小_________（保留两位有效数字）;

②需要满足条件的方案是_______