第四章 2 实验：探究加速度与力、质量的关系-2022-2023学年高一新教材物理必修第一册【步步高】学习笔记（人教版）津鲁琼云晋皖黑吉桂贵粤辽渝鄂冀湘甘赣豫新青藏宁蒙陕

第四章 SHIYAN TANJIUJIASUDUYULI、ZHILIANGDEGUANXI 2　实验：探究加速度与力、质量的关系 明确原理 提炼方法 / 精析典题 提升能力 / 课时对点练 1.学会用控制变量法探究物理规律. 2.会测量加速度、力和质量，能作出物体运动的a－F、a－ 图像. 3.能通过实验数据及图像得出加速度与力、质量的关系. 学习目标 内容索引 明确原理 提炼方法 Part 1 精析典题 提升能力 Part 2 课时 对点练 Part 3 明确原理 提炼方法 Part　1 1.探究加速度与力的关系 保持小车 不变，通过改变 改变小车所受的拉力，测得不同拉力下小车运动的加速度，分析加速度与 的定量关系. 2.探究加速度与质量的关系 保持小车所受的 不变，通过在小车上 改变小车的质量，测得不同质量的小车对应的加速度，分析加速度与 的定量关系. 质量 槽码的个数 一、实验思路——控制变量法 拉力 拉力 增加重物 质量 1.质量的测量：用 测量.在小车中 可改变小车的质量. 2.加速度的测量 (1)方法1：让小车做初速度为0的匀加速直线运动，用 测量小车移动的位移x，用 测量发生这段位移所用的时间t，然后由a＝ 计算出加速度a. (2)方法2：由纸带根据公式Δx＝aT2结合逐差法计算出小车的加速度. 天平 增减砝码的数量 二、物理量的测量 刻度尺 秒表 (3)方法3：不直接测量加速度，求加速度之比.例如：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，测出各自的位移x1、x2，则 ＝ ，把加速度的测量转换成 的测量. 3.力的测量 在阻力得到补偿的情况下，小车受到的 等于小车所受的合力. (1)在槽码的质量比小车的质量 时，可认为小车所受的拉力近似等于 . (2)使用力传感器可以直接测量拉力的大小，不需要使槽码的质量远小于小车的质量. 位移 拉力 小得多 槽码所受的重力 三、实验器材 小车、砝码、槽码、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、 、纸带、 、 . 交流电源 刻度尺 天平 1.用 测出小车的质量m，并把数值记录下来. 2.按如图所示的装置把实验器材安装好(小车上先不系细线). 四、进行实验(以参考案例1为例) 天平 3.补偿阻力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木位置，启动打点计时器，直到轻推小车使小车在木板上运动时可保持___ 运动为止(纸带上相邻点间距相等)，此时小车重力沿木板方向的分力等于打点计时器对小车的阻力和长木板的摩擦阻力及其他阻力之和. 4.把细线绕过定滑轮系在小车上，另一端挂上槽码.保持小车质量不变，改变槽码的个数，以改变小车所受的拉力.处理纸带，测出加速度，将结果填入表1中. 表1　小车质量一定 拉力F/N   加速度a/(m·s－2)   匀 速直线 5.保持槽码个数不变，即保持小车所受的拉力不变，在小车上增减砝码，重复上面的实验，求出相应的加速度，把数据记录在表2中. 表2　小车所受的拉力一定 质量m/kg   加速度a/(m·s－2)   1.分析加速度a与拉力F的定量关系 由表1中记录的数据，以加速度a为纵坐标，以拉力F为横坐标，根据测量数据描点，然后作出a－F图像，如图所示，若图像是一条_____________ ，就能说明a与F成正比. 五、数据分析 过原点的倾斜 直线 2.分析加速度a与质量m的定量关系 由表2中记录的数据，以a为纵坐标，以 为横坐标，根 据测量数据描点，然后作出a－ 图像，如图所示.若 a－ 图像是一条过原点的倾斜直线，说明a与 成 ，即a与m成 . 正比 3.实验结论 (1)保持物体质量不变时，物体的加速度a与所受拉力F成 . (2)保持拉力F不变时，物体的加速度a与质量m成 . 反比 反比 正比 1.打点前小车应 打点计时器且应先