4.2 加速度与力、质量的关系 课件 -2025-2026学年高一上学期物理粤教版必修第一册

高中物理课件围绕“加速度与力、质量的关系”展开，以牛顿第一定律为基础，通过购物车推力情境定性分析加速度影响因素，搭建“力-运动状态改变-加速度”逻辑链，引导学生从定性认知过渡到定量探究。 该资料突出科学探究与科学思维培养，采用控制变量法设计实验（含平衡摩擦力、逐差法测加速度等操作），结合a-F图像误差分析、讨论交流等环节，助力学生深化运动与相互作用观念，提升实验设计与数据处理能力，教师可高效开展探究式教学。

粤教版必修一 第四章 牛顿运动定律 第二节 加速度与力、质量的关系 一、知识回顾 牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 力 运动状态改变 速度改变 产生加速度 力是使物体产生加速度的原因 加速度反映物体运动状态（速度）的变化快慢，而运动状态改变的难易程度与质量有关。可见，物体的加速度应与它的质量、它受到的力有关。 是不是力越大，加速度越大呢？ 一、影响加速度的因素——定性分析 想一想：如图是人用力推动购物车的情形。在图（a）（b）中，被推物体的质量相同 ；在图（c）（d）中，人所施加的推力大小相同。对比不同的情况，你有什么看法？ 对于质量一定的物体，受力越大，它获得的加速度越大 一、影响加速度的因素——定性分析 想一想：如图是人用力推动购物车的情形。在图（a）（b）中，被推物体的质量相同 ；在图（c）（d）中，人所施加的推力大小相同。对比不同的情况，你有什么看法？ 同样的力，质量越小的物体获得的加速度越大 一、影响加速度的因素——定性分析 一、影响加速度的因素——定性分析 当质量M 相同，加速度a 随合外力F 增大而增大． 当合外力F 相同，加速度a 随质量M 增大而减小． 你认为，加速度 a 与作用力 F、物体质量 m 会有怎样的定量关系？ 二、探究加速度与力、质量之间的关系——定量关系 实验目的 （1）探究加速度与力、质量的关系。 （2）学习用控制变量法探索物理规律。 实验器材 带定滑轮的木板、薄垫块、小车、细绳、重物（小钩码或沙桶等）、打点计时器、纸带、交流电源、天平、砝码、刻度尺。 实验原理与设计 本实验运用控制变量法，分别探究加速度与受力大小、加速度与质量的关系， 问题： (1) 实验中如何产生恒定加速度？ (2) 如何改变和测量 a？ (3) 如何改变和测量物体质量 M？ (4) 如何改变和测量合外力 F？ (2) 如何改变和测量a？ 方法二：利用逐差法： 方法一： 测量位移s及时间t，由 s=at2/2计算出a； (3) 如何改变和测量物体质量M？ (4) 如何改变和测量合外力 F？ 平衡摩擦力——不挂钩码、垫高木板一端，使小车不挂重物时能匀速运动，此时小车重力沿斜面的分力恰好抵消其所受摩擦力及其他阻力； 数据分析 （1）小车质量 m 一定时，将所受拉力 F 与相应加速度 a 的实验数据填入表中；拉力 F 一定时，将小车质量 m 与相应加速度 a 的实验数据填入表中。 ①保持质量M 不变，加速度a 和合外力F 成正比 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 ②保持合外力F 一定时，加速度a 和质量M 成反比 ②保持合外力F 一定时，加速度a 和质量M 成反比 ②保持合外力F 一定时，研究加速度a 和质量M 的关系 5、实验结论 结论：力 F 一定时，加速度 a与质量M 成反比 ①保持质量M 不变，研究加速度a 和合外力F 的关系 结论：质量 M 一定时，加速度 a与力 F 成正比 【讨论与交流】 1.如图的实验装置，我们的实验对象是谁？如何获得其加速度？ 2.实验对象受力如何？使其产生加速度的力应该如何获得？ 3.此套实验装置的最大优点是什么？实验中应注意什么？ （2）如何测量物体的加速度？ （3）如何得到物体所受的力？ 沙桶总重力 mg 看成滑块受到的拉力 F 减小误差方法：尽可能使沙桶总质量 m远小于滑块与砝码的质量 M 1.平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡摩擦力后，不管以后是改变砝码的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力。 2.实验中必须小车和砝码的总质量远大于砝码的总质量，此时可认为砝码的重力近视等于绳的拉力。 注意事项： 在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，甲、乙两位 同学作出的 a-F 图像分别如图中 Ⅰ 和 Ⅱ 所示，均明显超出了误差范围。 请从平衡摩擦力的角度分析出现这种状况的原因 (1) 平衡摩擦力时垫得太高了 (2) 实验中没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不充分 在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，小车质量 M 和重物质量 m 分别选取下列四组值： ① M = 500 g，m 分别为 70 g、100 g、125 g、150 g ② M = 500 g，m 分别为 20 g、30 g、40 g、50 g ③ M = 200 g，m 分别为 70 g、75 g、100 g、125 g ④ M = 200 g，m 分别为 30 g、40 g、50 g、60 g 在其他操作都相同且正确的情况下，选用 组值测量后所作出的图像较准确。 在选用此组值时，m 取 时实验误差较大。 ② 50 g $