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

该高中物理课件聚焦“加速度与力、质量的关系”，通过“温故知新”回顾牛顿第一定律，建立力与加速度的因果联系，为新知识学习搭建衔接支架。 其亮点在于以科学探究为主线，采用控制变量法，结合气垫导轨、光电门等器材设计实验，通过数据表格与a-F、a-1/M图像分析得出定量关系，培养学生科学思维与探究能力。习题结合实验情境，助力学生巩固知识，教师可直接应用完整实验方案与习题资源提升教学效率。

第二节 加速度与力、质量之间的关系 第四章 牛顿运动定律 【温故知新】 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 力是产生加速度的原因 合外力 质量 一、影响加速度的因素 mg F F 1.加速度与外力的关系： (1)实验：外力F越大，同一滑块通过两个光电门的时间t越＿； (2)分析：由＿＿＿＿，得＿＿＿，时间t越＿，加速度a越＿； (3)结论：质量M一定时，外力F越大，产生的加速度a越＿。 短 短 大 大 【结论】在质量M一定时，物体的加速度a与作用力F成＿＿， 即＿＿，或＿＿＿。 正比 一、影响加速度的因素 2.加速度与质量的关系： (1)实验：外力F相同，滑块质量M越大，通过两个光电门的时间t越＿； (2)分析：由＿＿＿＿，得＿＿＿，时间t越＿，加速度a越＿； (3)结论：外力F一定时，质量M越大，产生的加速度a越＿。 长 长 小 小 【结论】在作用力F一定时，物体的加速度a与质量M成＿＿，即＿＿，或＿＿＿＿＿＿＿。 反比 一、实验思路与方法 探究方法：控制变量法 （1）保持物体质量m不变，改变物体受力，测a、F; （2）保持物体所受拉力F不变，改变物体质量，测a、m. 探究思路： 二、加速度与力、质量之间的定量关系 二、加速度与力、质量之间的定量关系 【实验与探究】借助气垫导轨，以滑块为研究对象，用装有橡皮泥的小桶拉动滑块，使其做匀加速直线运动。 【思考问题】（1）如何得到物体的质量？ 用天平测量 【思考问题】（2）如何测量物体的加速度？ 宽度 通过光电门1、光电门2的时间分别为 ， 二、加速度与力、质量之间的定量关系 【思考问题】（3）如何得到物体所受的力？ 气垫导轨调至水平 小桶的总重力 看成滑块受到的拉力 误差！ 减小误差方法：尽可能使小桶与橡皮泥的总质量远小于滑块与砝码的质量 二、加速度与力、质量之间的定量关系 实验视频（传统方法） 二、加速度与力、质量之间的定量关系 二、加速度与力、质量之间的定量关系 数据处理 数据处理 数据处理 数据处理 F/ N a/m·s -2 0.15 0.30 0.45 0.60 0.75 0 0. 1 0.2 0.3 0.4 0.5 当滑块质量不变时 次数 F/N a/m ·s -2 1 2 3 4 5 0.10 0.146 0.20 0.302 0.30 0.428 0.40 0.592 0.50 0.751 加速度与外力的关系 结论：当物体质量一定，加速度与合外力成正比关系 数据处理 m/ kg a/m·s -2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 a/m·s -2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 /kg -1 m 1 当拉力不变时 次数 m/kg a/m·s -2 1 2 3 4 5 /kg -1 2.50 2.00 1.33 1.00 0.83 m 1 0.400 0.861 0.500 0.692 0.750 0.470 1.000 0.352 1.200 0.290 加速度与质量的关系 结论：当物体所受外力一定，加速度与质量成反比关系 数据处理 例题：某实验小组利用下图所示的实验装置来探究：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受合外力的关系。 习题讲授 （1）已知遮光片的宽度为d,图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离为s，该实验小组在做实验时，将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1，遮光条通过光电门2的时间Δt2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1＝____________，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2＝____________，则滑块的加速度的表达式a＝____________.(均用字母表示) 习题讲授 （2）改变钩码的质量，重复实验。据实验数据作出a-F图像，如右图甲。 A ①OA段是直线，你可得到的结论： B 在实验误差允许外围内， ②OB段弯曲的原因是： 当物体质量一定时，物体的加速度与其所受合外力成正比 不满足滑块的质量M远大于钩码的质量m 习题讲授 一、实验目的 1．分析影响加速度的因素。 2．探究加速度与力、质量之间的定量关系。 二、实验原理 1．保持小车质量不变，改变拉力，探究加速度与力的关系。 2．保持小车所受的拉力不变，改变小车的质量，探究加速度与质量的关系。 三、实验器材 数字计时器、光电门、气垫导轨、滑块、遮光条、气源、刻度尺、细绳、小桶、橡皮泥、砝码、电源、导线、天平 四、实验步骤与数据处理 1．用天平测量滑块(包括上面的遮光条和砝码)的质量为M，记录在表格中。 2．按图示将实验器材安装好，将气垫导轨调节水平，用导轨旁边的刻度尺测出两光电门之间的距离s，用刻度尺测出固定在滑块上遮光条宽度 Δs。 3．将装有橡皮泥的小桶通过细绳系在滑块上，滑块在绳的拉力F作用下加速运动，记下滑块上遮光条通过两个光电门所经历的时间Δt1、Δt2。 4．保持滑块的质量不变，通过增减橡皮泥的数量来改变拉力F的大小重复多次实验，把实验数据记录在表格中。 5．保持橡皮泥及小桶的质量不变，以维持滑块受到的拉力不变，通过在滑块上增加或减少砝码来改变滑块的质量。仿照上面的步骤进行实验，把实验数据记录在表格中。 6．把滑块质量不变时的数据填入表中： 橡皮泥及小桶的质量m/kg 滑块所受拉力大小的近似值F/N 滑块通过光电门1的速度v1/(m·s－1) 滑块通过光电门2的速度v2/(m·s－1) 两光电门间的距离s/m 滑块加速度的计算值a/(m·s－2) 以a为纵坐标，F为横坐标，根据数据作a-F图像，通过拟合测量点，作出图像找出规律，分析a与F的关系。 7．把滑块拉力不变时的实验数据填入表中： 滑块(含遮 光条和砝 码)的质量 M/kg 滑块通过 光电门1 的速度v1 /(m·s－1) 滑块通过 光电门2 的速度v2 /(m·s－1) 两光电门 间的距离 s/m 滑块加速 度的计算 值a/ (m·s－2) 探究加速度与力、质量之间的定量关系 分别以a为纵坐标，M和为横坐标，根据数据作a-M图像和a-图像，分析a与M的关系。 $