高中物理6.2.1实验探究加速度与力、质量的关系课件鲁科版必修1

本实验分两大步骤进行。

重难探究新知导学当堂检测探究探究二解析本实验探究加速度与力质量的关系，研究对象为放在气垫导轨上的滑块，需要测量滑块的加速度，因此器材需选，不需测时间故不需秒表，计时器用交流电源而电池为直流电源故不需，需测量滑块质量故需用天平，实验分两大步骤进行控制滑块质量不变，探究加速度与力的关系控制力不变，探究加速度与滑块质量的关系。

答案放在气垫导轨上的滑块定探究与的关系定探究与的关系重难探究新知导学当堂检测探究探究二探究二数据处理及误差分析问题导引在“探究加速度与力的关系”时，若由实验结果画出的小车运动的图线是条并不过原点的直线如图所示，说明实验中存在什么问题图线的斜率有何物理意义重难探究新知导学当堂检测探究探究二提示甲图可能是因为没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足即斜面倾角过小，乙图中是因为平衡摩擦力过度即斜面倾角过大。

图线的斜率表示小车质量的倒数。

重难探究新知导学当堂检测探究探究二名师精讲实验数据处理的方法小车质量定时，与成正比，则图象是条过原点的直线。

同时，因实验中不可避免地出现误差，则在误差允许范围内，图象是条过原点的直线即可。

连线时应使直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大致对称分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误的数据，不予以考虑。

探究加速度与质量的关系时，合力定，与成反比，图象是条曲线，无法确定加速度与质量的关系。

实验中并不画出图线，而是画出𝑀图线，这里运用了化曲为直的物理思想。

重难探究新知导学当堂检测探究探究二误差分析所挂重物的总重力没有远小于小车的重力引起的误差。

实验中用所挂重物的重力代替小车的拉力，而实际小车所受拉力小于所挂重物的重力。

减小误差的方法使所挂重物的质量远小于小车的质量。

平衡摩擦力不准确质量测量不准确计数点间距离测量不准确纸带没有严格与木板平行等引起误差。

实验中可采用逐差法或作图象求加速度，用图象法分析与与的关系等，可有效减小误差。

重难探究新知导学当堂检测探究探究二例题如图甲所示是小组探究加速度与力质量关系的实验装置。

小车放在长木板上，前端系上细绳，绳的另端跨过定滑轮挂放有砝码的小盘，盘与砝码的总质量为，车后端连接的纸带穿过打点计时器限位孔。

为平衡摩擦力，将长木板的右端垫高。

该组同学通过在小车上加减砝码改变小车的质量，增减砝码改变小车所受的合力，计算出小车运动的加速度，实验数据如下表所示重难探究新知导学当堂检测探究探究二甲实验次数重难探究新知导学当堂检测探究探究二只有当与的大小关系满足时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。

通过表中至次实验数据分析，可以得到当合力定时，加速度与质量成反比的结论。

根据表中至次实验数据，在图乙中画出与的关系图线。

重难探究新知导学当堂检测探究探究二乙该图线不过原点的原因是。

重难探究新知导学当堂检测探究探究二解析小车所受合力等于绳子对小车的拉力，由于放有砝码的小盘加速下滑，它对绳子的拉力小于本身的重力，只有当≫时，才能认为放有砝码的小盘对绳子的拉力等于其重力。

题目表格中为小车所受的合力，观察表格数据可知，分析第次实验数据可得到合力定时，加速度与质量成反比的结论。

根据表格数据进行描点，然后用平滑的线作图，得到与的关系图线。

图线与纵轴有交点，说明绳对小车的拉力为零时，小车仍有加速度，小车所受合外力不为零，原因是平衡摩擦力，分别为，分别为解析在保持小车质量不变，探究与的关系时，必须满足≫，故选。

答案当堂检测新知导学重难探究在“探究加速度与力质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置。

本实验应用的实验方法是控制变量法假设法理想实验法当堂检测新知导学重难探究多选在“探究加速度与力质量的关系”的实验中，操作正确的是平衡摩擦力时，应将重物用细线通过定滑轮系在小车上平衡摩擦力时，应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力实验时，应先放开小车，后接通电源如图是同学在“探究加速度与力的关系”实验中打出的条纸带，他从比较清晰的点开始，每五个点取个计数点。

已知打点计时器打点的时间间隔为，则相邻两计数点间的时间间隔为。

由此可求得小车的加速度为，打下计数点时小车运动的速度为。

当堂检测新知导学重难探究解析在“探究加速度与力质量的关系”的实验中，有三个变化的物理量，分别是加速度小车质量小车受到的合外力，研究三个变化物理量之间的关系时应采用“控制变量法”。

在实验中，为了减小误差需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时不应悬挂细线和重物，但应该将纸带固定在小车上，并穿过打点计时器限位孔，选项错误，而选项正确小车所受到的摩擦力与悬挂的重物无关，每次改变所挂重物的质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项正确为了记录小车从静止开始的运动，也为了多打几个点减小实验误差，需要先接通电源，然后释放小车，选项错误。

当堂检测新知导学重难探究打点计时器的打点间隔是，每两个计数点之间有个打点时间间隔，故每两个计数点之间的时间间隔是根据数据求得小车的加速度为根据中间时刻的瞬时速度公式可得。

答案当堂检测新知导学重难探究质量定，在探究加速度与力的关系时，同学根据精确的测量，记录实验数据如表所示小车质量小车受的拉力小车加速度当堂检测新知导学重难探究在如图所示坐标中，作出图象。

分析图象得到的结论是。

图象斜率的物理意义是。

在你所作出的图象中，等于砝码所受重力，实际上比细线的真实拉力选填“大”或“小”。

当堂检测新知导学重难探究解析图象如图所示质量定时，加速度与合外力成正比质量的倒数𝑚由，故所以取等于砝码所受重力，实际上比细线的真实拉力大。

答案见解析当堂检测新知导学重难探究同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。

弹簧测力计固定在合适的木板上，桌面的右边缘固定支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接。

在桌面上画出两条平行线，并测出间距。

开始时将木板置于处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧测力计的示数，以此表示滑动摩擦力的大小。

再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧测力计的示数，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到处的时间。

当堂检测新知导学重难探究木板的加速度可以用表示为为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是种即可。

多选用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是。

可以改变滑动摩擦力的大小可以更方便地获取多组实验数据可以比较精确地测出摩擦力的大小当堂检测新知导学重难探究解析木板做初速度为零的匀加速直线运动，其位移，加速度𝑑𝑡。

为了减小偶然误差，可多次测量时间，取的平均值。

用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码相比，水的质量可以连续调节，因而的大小也可以连续调节，从而比较精确地测出摩擦力的大小和更方便地获取多组实验数据，故正确答案为。

答案𝑑𝑡多次测量时间，取的平均值第节牛顿第二定律第课时实验探究加速度与力质量的关系新知导学重难探究当堂检测实验原理控制变量法保持物体的质量不变，测量物体在不同外力作用下的加速度，探究加速度与外力的关系。

探究的方法可以采用根据实验数据绘制图象的方法，也可以采用比较的方法，看不同的外力与由此产生的加速度的比值有何关系。

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，探究加速度与质量的关系。

探究的方法采用根据实验数据绘制图象的方法。

新知导学重难探究当堂检测实验步骤用天平测出小车的质量，把数据记录下来。

按如图所示安装器材。

新知导学重难探究当堂检测平衡摩擦力在长木板不带定滑轮的端下面垫上块薄木块，反复移动薄木块的位置，直至不挂重物的小车在斜面上运动时可保持匀速运动状态。

测出重物的重力，并记录下来。

把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂重物。

接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下系列的点，取下纸带，在纸带上写上编号。

保持小车的质量不变，改变所挂重物的质量，按步骤再做几次实验，将实验时记录的数据填入表格中。

新知导学重难探究当堂检测算出每条纸带对应的加速度的值并填入表格中。

表格加速度与受力的关系实验次数加速度小车受力新知导学重难探究当堂检测保持合外力不变，即保持所挂重物的质量不变，在小车上增减砝码，重复上述步骤，将实验时记录的数据填入表格中。

算出每条纸带对应的加速度的值并填入表格中。

表格加速度与质量的关系实验次数加速度小车质量小车质量的倒数新知导学重难探究当堂检测实验器材附有定滑轮的长木板打点计时器低压交流电源小车不同质量的重物带钩细线砝码纸带刻度尺天平弹簧测力计薄木板。

新知导学重难探究当堂检测测测用打点计时器“探究加速度与力质量的关系”时，需要平衡摩擦力。

平衡摩擦力时，应该让小车挂上小盘，拖上纸带，开动打点计时器不挂小盘，拖上纸带，开动打点计时器挂上小盘，不拖纸带不挂小盘，不拖纸带解析平衡摩擦力时，应把纸带所受的摩擦阻力起平衡掉，所以应让小车拖上纸带，且让打点计时器处于工作状态，选项正确。

答案新知导学重难探究当堂检测如果𝑚图象是通过原点的条直线，则说明物体的加速度与质量成正比物体的加速度与质量成反比物体的质量与加速度成正比物体的质量与加速度成反比解析𝑚图象是过原点的条直线，则与𝑚成正比，加速度与质量成反比，选项错误，选项正确。

质量是由物体所含物质的多少决定的，与物体的加速度无关，故选项错误。

答案重难探究新知导学当堂检测探究探究二探究对实验原理与实验步骤的理解问题导引用如图所示装置，探究“加速度与力质量的关系”的实验中同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装，如图所示。

请你指出该装置中错误或不妥之处。

提示打点计时器不应使用干电池，应使用交流电源实验中没有平衡小车的摩擦力小车的初始位置离打点计时器太远。

重难探究新知导学当堂检测探究探究二名师精讲在本实验中，必须平衡摩擦力。

平衡摩擦力时不要挂重物。

平衡摩擦力后，在后面的实验中不管是改变砝码盘和砝码的质量还是改变小车的质量，都不需要重新平衡摩擦力。

实验中，必须满足小车及小车上砝码的总质量远远大于所挂砝码盘和盘中砝码的质量。

只有这样，砝码盘和砝码的总重力才可以视为与小车所受细线的拉力相等。

重难探究新知导学当堂检测探究探究二在每次实验时，从尽量靠近打点计时器的位置由静止释放小车，并且先通电后释放小车，在小车到达定滑轮位置时按住小车。

利用纸带计算加速度时，应该求每条纸带上加速度的平均值。

作图象时，要使尽可能多的点落在所作的直线上，不在直线上的点应尽可能对称地分布在所作直线的两侧。

偏离直线较远的点是错误的数据，可舍去不予考虑。

重难探究新知导学当堂检测探究探究二例题在“探究加速度与力的关系”实验中，小车质量定，下列说法中正确的是平衡摩擦力时，应将装沙的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上每次改变沙的质量时，不需要重新平衡摩擦力实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源用天平测出小车的质量和沙及沙桶的质量，直接用公式𝑚𝑔𝑀即可求出小车运动的加速度重难探究新知导学当堂检测探究探究二解析在平衡摩擦力时，不应