4.2 探究加速度与质量、合力的关系 导学案-2025-2026学年高一上学期物理教科版必修第一册

本文围绕“探究加速度与力、质量的关系”实验展开，承接运动学等知识背景，为动力学深入学习奠基。教学中，通过实验操作、数据处理等环节，培养学生物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任等核心素养。 该教学设计亮点在于采用控制变量法，引导学生自主设计实验方案。从学生层面看，提升其科学探究与质疑创新能力；从教师层面看，提供清晰授课流程；从课堂效果看，强化学生对实验关键要点的理解，突破教学难点。

实验：探究加速度与力、质量的关系（导学案） 一．实验目标： 1、学会用“控制变量法”探究a与F和m定量关系。 2、会用图像处理实验数据，并对它们进行初步分析。 3、体会整个探究过程的科学严谨性和合理性。 二．实验方法（科学思维）： 1、控制m一定，探究a与F的定量关系。 2、控制F一定，探究a与m的定量关系。 三．测量： 1．质量的测量：可以用天平测量； 2．加速度的测量： 方法1：将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。 方法2：利用光电门采集 数据处理。 3．力的测量：弹簧测力计、力的传感器 四．请同学们设计一个可行的实验方案。 五．传统实验方案 注意： 平衡摩擦力：先不加细线，调整轨道，使小车带着纸带刚好能匀速下滑。（即纸带上打下 均匀分布的点 ） 实验的三个关键： （１）平衡摩擦； （２）Ｍ＞＞ｍ； （３）细线与长木板平行； 六．实验器材： 小车,砝码,钩码,细线,一端附有定滑轮的长木板,垫木,电磁打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,复写纸,托盘天平,米尺。 七．实验步骤： ①测质量：用天平测量钩码的质量m和小车的质量M。 ②安装：按照如图所示装置把实验器材安装好,只是不把悬挂小盘的细线系在小车上(即不给小车牵引力)。 ③平衡阻力 ：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,反复移动薄木块的位置,直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态。 ④操作：让小车靠近打点计时器,挂上槽码,先接通电源,再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑,打出一条纸带。计算槽码的重力,即为小车所受的合外力,由纸带计算出小车的加速度,并把力和对应的加速度填入表1中。 ⑤改变槽码的个数,重复步骤4,并多做几次。 八．记录数据与处理： 1.加速度与力的关系：保持物体的m不变 托盘中   砝码个数              F/N           a/(m.s-2)           2.加速度与质量的关系：保持合外力F不变  小车与总质量m/kg           小车与总质量 的倒数           a/(m.s-2)         数据分析： 1/M a/m.s-2 0 F/N a/m·s-2 0 实验结论： m一定时，a与F成正比； F一定时，a与m成反比 。 九．练习： 1.如图所示在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，应采用的实验方法是（ ） A．控制变量法 B．假设法 C．理想实验法 2.小明同学利用如图甲所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。关于该实验的器材安装及平衡阻力的操作，下列说法正确的是（ ）。 A.为平衡阻力，实验前挂上槽码，轻推小车让其在木板上匀速运动 B.为平衡阻力，实验前将长木板一端垫高，未挂槽码牵引的前提下，轻推小车，让其拉着打点的纸带在木板上做匀速直线运动 C.连接小车与槽码时，调节定滑轮的高度使细绳与桌面平行 D.连接小车与槽码时，调节定滑轮的高度使细绳与木板平行 3.在“探究加速度a与力F、质量m关系”的实验中，某实验小组得到了四条a－F图线，其中可能没有平衡摩擦力的是（　　） D C B A 反思：你还有没有其他的实验设计方案？ 学科网（北京）股份有限公司 $$