1、实验：探究加速度与力、实验：探究加速度与力、质量的关系质量的关系新知导入新知导入知识回顾知识回顾1、牛顿第一定律的内容是什么？、牛顿第一定律的内容是什么？一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用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在它上面的力迫使它改变迫使它改变这种状态。这种状态。2、惯性与质量的关系是什么？、惯性与质量的关系是什么？质量是惯性大小的唯一量度，质量越大惯性越大。质量是惯性大小的唯一量度，质量越大惯性越大。由前面的学习可见，力由前面的学习可见，力是改变物体运动状态的原因，质量是改变物体运动状态的原因，质量大的物体运动状态不容易改变大的物体运动状
2、态不容易改变。这说明，加速度。这说明，加速度与力、质量之与力、质量之间必然存在一定的关系。间必然存在一定的关系。下面我们我们通过实验分别从两方面来探究加速度与力、下面我们我们通过实验分别从两方面来探究加速度与力、质量之间的定量关系：质量之间的定量关系： 加速度与力的关系；加速度与力的关系； 加速度与质量的关系加速度与质量的关系新知导入新知导入新知讲解新知讲解1、实验目的：、实验目的：定量分析定量分析a、F、m的关系。的关系。2、实验方法：控制变量法、实验方法：控制变量法例如：在研究某个物理量例如：在研究某个物理量y与另外两变量与另外两变量x1 、x2 的关系时，先的关系时，先固定一个变量固定一
3、个变量x2 不变，研究不变，研究y与另一个变量与另一个变量x1 之间的定量关系；之间的定量关系；然后再固定变量然后再固定变量x1 不变，研究不变，研究y与与x2 之间的关系。之间的关系。一、实验：探究加速度与力、质量的关系一、实验：探究加速度与力、质量的关系新知讲解新知讲解3、实验思路、实验思路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。码的牵引下运动。新知讲解新知讲解（1）加速度）加速度与力的关系与力的关系保持物体的质量不变，测量不同力下的加速度，分析加速度保持物体的质量不变，测量不同力下的加速度，分析加速度与力
4、的关系。与力的关系。（2）加速度）加速度与质量的关系与质量的关系保持物体受力不变，测量不同质量下的加速度，分析加速度保持物体受力不变，测量不同质量下的加速度，分析加速度与质量的关系。与质量的关系。新知讲解新知讲解4、物理量的测量、物理量的测量本实验需要测量的物理量有三个：物体的质量本实验需要测量的物理量有三个：物体的质量m、物体所受的、物体所受的作用力作用力F和物体运动的和物体运动的加速度加速度a。（1）质量）质量的测量的测量 质量可以用天平测量。为了改变小车的质量，可以在小车中增质量可以用天平测量。为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量。减砝码的数量。新知讲解新知讲解（2）加速度）加
5、速度的测量的测量方法方法2：将：将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速度。测量加速度。新知讲解新知讲解（2）力）力的测量的测量现实中，仅受一个力作用的物体几乎不存在，所以实验中作用现实中，仅受一个力作用的物体几乎不存在，所以实验中作用力力F的的含义可以是含义可以是物体所受的合力。物体所受的合力。那么，如何测小车所受合外力那么，如何测小车所受合外力F合合？我们通过下面具体实验来说明。我们通过下面具体实验来说明。新知讲解新知讲解实验设计实验设计1：用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系：用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系1、实
6、验器材：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、实验器材：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。细线、砝码、钩码、刻度尺、天平。电源插头电源插头新知讲解新知讲解2、实验步骤、实验步骤（1）用）用天平测出小车的质量；天平测出小车的质量；（2）按）按图装好实验器材，平衡摩擦力。图装好实验器材，平衡摩擦力。（3）控制）控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连，打开打点计时小车质量不变，用细线将钩码与小车相连，打开打点计时器，释放小车，测出一组数据。器，释放小车，测出一组数据。（4）保持）保持小车上的砝码个数不变小车上的砝码个数不变,改变钩码质量，并测量得改变
7、钩码质量，并测量得F （钩（钩码质量远小于小车码质量远小于小车质量），质量），多测几组数据。多测几组数据。新知讲解新知讲解注意：只有在钩码质量远小于小车质量时，线的拉力近似等于钩注意：只有在钩码质量远小于小车质量时，线的拉力近似等于钩码的重力。码的重力。（5）控制）控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据填入表钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据填入表中。中。（6）分析）分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；每条纸带，测量并计算出加速度的值；（7）作）作aF关系图象，并由图象关系图象，并由图象确定确定aF关系。关系。新知讲解新知讲解思考讨论：怎样平衡小车的摩擦力？思考讨论：怎样平衡小车
8、的摩擦力？在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动在长木板的不带定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以保持匀速运动状态，这薄木板的位置，直至小车在斜面上运动时以保持匀速运动状态，这样小车所受合力为零，平衡了小车的摩擦力。样小车所受合力为零，平衡了小车的摩擦力。小车受到的摩擦力恰好与小车受到的摩擦力恰好与小车所受的重力在斜面方向上小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡。的分力平衡。新知讲解新知讲解4、进行实验、进行实验表表1：小车质量：小车质量一定一定0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.15 0.310.430.590.76拉
9、力拉力F加速度加速度a思考：如何更直观地处理数据？思考：如何更直观地处理数据？以以a为为纵坐标、纵坐标、F为横坐标建立直角坐标系。根据各组实为横坐标建立直角坐标系。根据各组实验数据在坐标纸上描点，观察图像。验数据在坐标纸上描点，观察图像。新知讲解新知讲解系列1, 0.1, 0.15系列1, 0.2, 0.31系列1, 0.3, 0.43系列1, 0.4, 0.59系列1, 0.5, 0.760 00.20.20.40.40.60.60.80.80 00.20.20.40.40.60.6F/N这些点在一条过这些点在一条过原点的直线附近，说原点的直线附近，说明明加速度加速度a 与拉力与拉力F 成正
10、比。成正比。a/ms-2新知讲解新知讲解表表2：小车所受的拉力一定：小车所受的拉力一定加速度加速度a质量质量m质量质量0.400 0.500 0.750 1.0001.200 0.8610.6920.4700.3520.2902.502.001.331.000.83新知讲解新知讲解系列1, 0.4, 0.861系列1, 0.5, 0.692系列1, 0.75, 0.47系列1, 1, 0.352系列1, 1.2, 0.290 00.20.20.40.40.60.60.80.81 10 00.50.51 11.51.5a/ms-2m在相同拉力作用下，质量在相同拉力作用下，质量m越越大，大，加速度
11、加速度a越越小。小。我们很难直观看出图线是我们很难直观看出图线是否为双曲线，那么，怎样否为双曲线，那么，怎样判断判断a 与与 m 成不成反比呢？成不成反比呢？如果如果a-m图像是双曲线图像是双曲线，a 与与 m 成反比，成反比，也就是也就是a与与 成正比。成正比。新知讲解新知讲解系列1, 2.5, 0.861系列1, 2, 0.692系列1, 1.33, 0.47系列1, 1, 0.352系列1, 0.83, 0.290 00.20.20.40.40.60.60.80.81 10 01 12 23 3如图的图线为过原如图的图线为过原点的直线，所以在相同点的直线，所以在相同拉力作用拉力作用下下a
12、与与 成成正比正比,即即：a 与与 m 成成反反比。比。注意事项注意事项1实验中应先接通电源后释放实验中应先接通电源后释放小车。小车。2在平衡摩擦力时不要悬挂任何物体。在平衡摩擦力时不要悬挂任何物体。3改变钩码的质量过程中，要始终保证钩码质量远小于小车质改变钩码的质量过程中，要始终保证钩码质量远小于小车质量时，线的拉力近似等于钩码的重力。量时，线的拉力近似等于钩码的重力。4作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能的分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点也要尽可能的分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去。可舍
13、去。新知讲解新知讲解新知讲解新知讲解实验设计实验设计2：通过位移之比测量加速度之比：通过位移之比测量加速度之比1、实验器材：两辆相同的小车、一端带滑轮的长木板、细线、实验器材：两辆相同的小车、一端带滑轮的长木板、细线、小小盘、盘、夹子、不同的重物。夹子、不同的重物。新知讲解新知讲解2、实验步骤、实验步骤 （1）将）将两辆相同的小车放在水平木板上，前端各系一条细线，两辆相同的小车放在水平木板上，前端各系一条细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可以放不同的重物。线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可以放不同的重物。（2）把）把木板一端垫高，平衡摩擦力。木板一端垫高，平衡摩擦力。（3）控制
14、）控制小车质量不变，在两个小盘中放不同的重物，两小车小车质量不变，在两个小盘中放不同的重物，两小车后端各系一条细线，用夹子控制小车的动与停。后端各系一条细线，用夹子控制小车的动与停。新知讲解新知讲解控制控制 m 不变，探究不变，探究 a 与与 F 的关系的关系（4）用）用刻度尺测出两小车移动的位移刻度尺测出两小车移动的位移x1 、x2 。由于两小车运动时间。由于两小车运动时间t相同，从它们的位移之比就可以得出加速度之比。相同，从它们的位移之比就可以得出加速度之比。x1x2F1F2新知讲解新知讲解（5）在）在盘中重物相同的情况下，通过增减小车中的重物改变小盘中重物相同的情况下，通过增减小车中的重
15、物改变小车的质量。车的质量。（6）作）作 与与关系图象，并由图象确定它关系图象，并由图象确定它们的关系。们的关系。x2 /x1F2 F1新知讲解新知讲解次数次数小车小车1小车小车2比比 值值F1/Nx1/cm F2/Nx2/cm F1/F2 x1/x219.0028.80 14.00 45.00 0.640.6429.0023.20 19.00 50.50 0.470.46314.00 29.90 24.00 52.20 0.580.57414.00 23.40 29.00 51.20 0.480.46小车质量一定小车质量一定新知讲解新知讲解系列1, 0.64, 0.64系列1, 0.47,
16、0.46系列1, 0.58, 0.57系列1, 0.48, 0.460 00.20.20.40.40.60.60.80.80 00.20.20.40.40.60.60.80.8x2 /x1F2 F1实验结论：当小车的质量不变时，小车的加速度与拉力的关实验结论：当小车的质量不变时，小车的加速度与拉力的关系是系是：在：在误差允许的范围内，小车的加速度与拉力成正比；误差允许的范围内，小车的加速度与拉力成正比；新知讲解新知讲解同理通过实验也可得出：在相同拉力作用同理通过实验也可得出：在相同拉力作用下下a与与 成正成正比比，即：即：a与与m成成反比。反比。新知讲解新知讲解科学方法科学方法控制变量控制变量
17、控制变量的方法是指在研究和解决问题的过程中，对影响事物控制变量的方法是指在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的独立因素加以人为控制，使其中只有一个因素按照特定变化规律的独立因素加以人为控制，使其中只有一个因素按照特定的要求发生变化，而其他因素保持不变，以利于寻找事物发展变化的要求发生变化，而其他因素保持不变，以利于寻找事物发展变化的规律的方法。的规律的方法。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，它是科学研究中常用的一种方法。量的方法，它是科学研究中常用的一种方法。课堂练习课堂练习1、在、在“探究加速度与力、
18、质量的关系探究加速度与力、质量的关系”的实验中的实验中,备有下列备有下列器材：器材：A.电火花电火花计时器计时器；B.天平天平；C.停表停表；D.交流电源；交流电源；E.电池电池；F.纸带纸带；G.细绳、砝码、细绳、砝码、滑块滑块；H.气垫导轨（一端气垫导轨（一端带带定滑轮）定滑轮）；I.毫米毫米刻度尺刻度尺；J.小型气泵。小型气泵。（1）实验）实验中应选用的器材有中应选用的器材有;实验的研究对象是实验的研究对象是。（2）本）本实验分两大步骤进行实验分两大步骤进行:;。A、B、D、F、G、H、I、J放放在气垫导轨上的滑块在气垫导轨上的滑块研究研究a与与F的的关系（关系（m一定）一定）研究研究a
19、与与m的的关系（关系（F一定）一定）课堂练习课堂练习2、某小组利用如图所示的实验装置做、某小组利用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、物体质量探究加速度与力、物体质量关系关系”的实验。实验中平衡摩擦力后，他们还调节木板上定滑轮，使的实验。实验中平衡摩擦力后，他们还调节木板上定滑轮，使牵引小车的细线与木板平行，这样做的牵引小车的细线与木板平行，这样做的目的（目的（）A避免小车在运动过程中发生抖动避免小车在运动过程中发生抖动 B使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰 C保证小车最终能够做匀速直线运动保证小车最终能够做匀速直线运动 D使细线拉力等于小车受到的合力使细线
20、拉力等于小车受到的合力 小车小车打点计打点计时器时器纸带纸带D课堂练习课堂练习3、实验探究加速度与力、质量的定量关系，下列认识正确的、实验探究加速度与力、质量的定量关系，下列认识正确的是（是（）AF、m和和a三三个物理量都有直接测量的工具；个物理量都有直接测量的工具； B实验时为消除摩擦力对小车运动的影响，要将木板无滑轮的一端实验时为消除摩擦力对小车运动的影响，要将木板无滑轮的一端垫高，直到小车不挂重物时也能自己沿长木板运动起来；垫高，直到小车不挂重物时也能自己沿长木板运动起来； C实验时重物通过细绳拉小车的力要比重物的重力实验时重物通过细绳拉小车的力要比重物的重力小；小；D根据实验数据，得到
21、的根据实验数据，得到的F不变时不变时的的a-m图象是过原点的倾斜图象是过原点的倾斜直线。直线。C课堂练习课堂练习4、在研究物体的、在研究物体的“加速度、作用力和质量加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，三个物理量的关系时，我们用实验研究了小车我们用实验研究了小车“在质量一定的情况下，加速度和作用力的在质量一定的情况下，加速度和作用力的关系关系”；又研究了；又研究了“在作用力一定的情况下，加速度和质量之间的在作用力一定的情况下，加速度和质量之间的关系关系”。这种。这种研究物理问题的科学方法研究物理问题的科学方法是（是（）A建立理想模型的方法建立理想模型的方法 B控制变量法控制变量法 C等效替
22、代法等效替代法 D类比法类比法 B拓展提高拓展提高1、“探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系”实验装置如图所示，为研实验装置如图所示，为研究究加速度加速度a与与力力F之间的关系，下列说法正确的之间的关系，下列说法正确的是（是（）A需保持盘和砝码质量不变；需保持盘和砝码质量不变； B需保持小车质量不变需保持小车质量不变 ；C盘和砝码的重力一定与小车受到的盘和砝码的重力一定与小车受到的拉力大小相等拉力大小相等 D处理数据时，处理数据时，作出作出a1/F 图象能直观图象能直观判断判断a与与F之间的关系。之间的关系。 B拓展提高拓展提高2、在实验、在实验“探究加速度与质量的关系时探究加
23、速度与质量的关系时”，下列说法中正确的，下列说法中正确的是（是（）A应改变拉力的大小应改变拉力的大小 ；B每次改变小车质量时，必须重新平衡摩擦力每次改变小车质量时，必须重新平衡摩擦力 ；C为了直观判断二者之间的关系，应为了直观判断二者之间的关系，应作出作出a-1/m 图象图象 ；D平衡摩擦力时，应将重物用细线通过定滑轮系在小车上。平衡摩擦力时，应将重物用细线通过定滑轮系在小车上。 C课堂总结课堂总结1、实验目的：、实验目的：:定量分析定量分析a、F、m的关系。的关系。2、实验方法：控制变量法、实验方法：控制变量法3、实验思路、实验思路（1）保持）保持物体的质量不变，研究加速度与力的关系。物体的
24、质量不变，研究加速度与力的关系。（2）保持）保持物体受力不变，研究加速度与质量的关系。物体受力不变，研究加速度与质量的关系。4、作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要、作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能的分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去。尽可能的分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去。板书设计板书设计一、实验：探究加速度与力、质量的关系一、实验：探究加速度与力、质量的关系1、实验目的、实验目的：定量分析：定量分析a、F、m的关系。的关系。2、实验方法：控制变量法、实验方法：控制变量法3、实验思路、实验思路（1）保持）保持物
25、体的质量不变，测量不同力下的加速度。物体的质量不变，测量不同力下的加速度。（2）保持）保持物体受力不变，测量不同质量下的加速度。物体受力不变，测量不同质量下的加速度。板书设计板书设计二、实验设计方案二、实验设计方案1、实验设计、实验设计1：用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系：用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系2、实验设计、实验设计2：通过位移之比测量加速度之比：通过位移之比测量加速度之比3、作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点、作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能的分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点也要尽可能的分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去。可舍去。作业布置作业布置课后练习和同步练习课后练习和同步练习
