第2节　科学探究：加速度与力、质量的关系（课件 学案 练习，3份打包）鲁科版（2019）必修 第一册

第2节　科学探究:加速度与力、质量的关系 [学习目标]　1.学会用控制变量法探索物理规律(重点)。2.会测量加速度、力和质量的大小，能作出物体运动的a-F、a-图像(难点)。3.能通过实验数据及图像得出加速度与力、质量的关系(重点)。 日常生活中，我们常见到如图所示情境:若帮忙推车的人越多，推力越大，车的速度改变就越快;相同推力下，若汽车是空车，则比满载时速度改变快。由此我们可以得出加速度与力和质量可能存在什么关系 一、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)、　　　　　　　、纸带、交流电源、　　　　　　　、砝码、　　　　　　　。 二、实验原理与设计 实验装置示意图 1.本实验运用　　　　　　　，分别探究加速度与受力大小、加速度与质量的关系。(实验装置如图所示) 2.实验中，通过　　　　　　　打出的纸带测量小车的加速度a。　　　　　　　通过细绳给小车施加外力F。 3.(1)若保持小车质量m不变，通过　　　　　　　的方式改变作用于小车的拉力F，测出小车相应的加速度a，则可得a与F的关系。 (2)若保持拉力F不变，通过在　　　　　　　的方式改变小车的质量m，测出相应的加速度a，则可得a与m的关系。 三、实验步骤 1.将小车置于带有定滑轮的木板上，将纸带穿过打点计时器后挂在小车尾部。 2.用薄垫块将木板一端垫高，调整其倾斜程度，直至小车运动时打点计时器在纸带上打出的点分布_____为止。 3.在细绳一端挂上重物，另一端通过定滑轮系在小车前端。注意重物质量应　　　　　　　小车质量。 4.将小车靠近打点计时器后开启打点计时器，稍后再将小车由静止释放。打点计时器在纸带上打出一系列点，据此计算出小车的加速度。保持小车质量不变，增加重物的质量(重物总质量仍远小于小车质量)，重复实验，将小车所受的不同拉力与相应计算出的加速度记下来。 5.保持重物不变，增加或减少小车上的砝码以改变小车的质量，重复实验，将小车的质量与相应的加速度记录下来。 四、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1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2中。 表1　加速度与受力的关系(m不变) 实验序号 1 2 3 4 5 … 拉力F/N 加速度a/(m·s-2) 表2　加速度与质量的关系(F不变) 实验序号 1 2 3 4 5 … 质量m/kg 加速度a/(m·s-2) 2.利用以上数据，在坐标纸上作出m不变时的a-F图像，并探究当F不变时，不同质量的物体对应加速度的变化情况。 五、实验结论 分析数据及图像，你得到的结论是: (1)对同一物体，当m不变时，a与F的关系是二者成　　　　　　　。 (2)对不同物体，当F不变时，a与m的关系是二者成　　　　　　　。 实验中为什么要将木板一端垫高来平衡摩擦力 例1　(2023·北京市房山区高一期末)如图所示为某同学“探究在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”的实验装置示意图。 (1)下面列出了一些实验器材:电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫板、小车和砝码、沙和沙桶、天平(附砝码)。除以上器材外，还需要的有　　　　　　　; A.秒表 B.刻度尺 C.交变电源 D.直流电源 (2)本实验采用的科学方法是　　　　　　　; A.理想实验法 B.控制变量法 C.建立物理模型法 (3)实验中，需要平衡打点计时器对小车的阻力及其他阻力;小车放在长木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器，把长木板不带滑轮的一端垫高，调节长木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿长木板做　　　　　　　运动; (4)实验时，某小组同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他得到的a-F图像可能是图中的　　　(选填“①”“②”或“③”)图线。 (5)某小组在实验时，保持沙和沙桶质量不变，改变小车质量m，分别记录小车加速度a ... ...