2.实验：探究加速度与力、质量的关系
1．会做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
2．学会用“控制变量法”探究加速度与力、质量的定量关系。
3．会用图像表示加速度与力、加速度与质量之间的关系，能根据实验数据得出实验结论。
4．会分析实验中的误差，能采取合理方法减小实验误差，了解实验创新的方法及原理。
1.实验原理
1速度是描述物体运动状态的物理量，□2加速度是描述速度变化快慢的□物理量。因此也可以说，3加速度是描述物体运动状态变化快慢的物理量。4
□□
力是改变物体运动状态的原因，5质量大的物体运动状态不容易改变。这说明，6加速度与□7力、□8质量存在一定的关系。 □2．实验思路
(1)探究方法——9控制变量法。装置如图所示。
□□
①保持10小车质量不变，通过改变槽码的个数改变11小车所受的拉力，探究加速度与拉力的定量关系。
②保持12小车所受的拉力不变，通过在小车上增加重物改变13小车的质量，探究加速度与质量的定量关系。
(2)要测量的物理量
①小车和放在小车上的砝码的总质量M。 ②小车受的拉力F(槽码的重力)。
□□□□
③小车的14加速度a。 3．实验器材
15打点计时器、纸带、复写纸、小车、□16一端附有定滑轮的长木板、槽□码若干个、夹子、细绳、低压17交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、18刻度尺。
课堂任务
探究过程·获取数据
□□□仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
活动1：参考图甲，本实验需要测量的物理量有哪些？ 提示：小车的质量、小车所受的作用力和小车运动的加速度。
活动2：小车的质量用天平测量即可。回顾运动学的知识，你知道哪几种测量或比较小车加速度的方法？
提示：如果小车做初速度为0的匀加速直线运动，则用刻度尺测量位移并用秒表测量时间，然后由a＝
2x
算出。也可以在小车上安装一条打点计时器的纸带，t2
根据纸带上打出的点来测量加速度。也可以不测加速度的具体数值，测量不同情况下(即受力不同或质量不同时)小车加速度的比值，由于a＝
2x
，如果测出两个做t2
a1x1
初速度为0的匀加速直线运动的小车在相同时间内发生的位移x1、x2，则＝。
a2x2
活动3：为了测量小车受到的力，本实验中为小车提供一个恒定的合力很关
键。如图甲所示，什么情况下绳子对小车的牵引力近似等于槽码的重力？
提示：当槽码的质量比小车的质量小很多时。
活动4：实际做实验时为什么采用乙图，而不采用甲图？
提示：甲图中，小车在运动方向受到细线的拉力和木板对小车的摩擦力，如果后面拖着纸带，还受到打点计时器对小车的阻力，后两个力是未知的。如图乙所示，将木板未安装定滑轮的一端垫高，使小车的重力沿木板向下的分力等于小车受到的阻力，则绳子的拉力就是小车受到的合力。阻力恰好被平衡的判别方法是小车不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。
活动5：按图乙所示，调整好实验装置后，如何进行实验并记录数据？ 提示：(1)探究加速度与力的关系
保持小车的质量一定，通过增减槽码的个数来改变小车所受的拉力，根据纸带上打出的点来测出相应的加速度，将数据填在表1中。
表1 小车质量一定
(2)探究加速度与质量的关系
保持小车所受拉力不变(即槽码的个数一定)，通过增减在小车中的重物(即增减在小车中的砝码)来改变小车的质量，根据纸带上打出的点测出相应的加速度，将数据填在表2中。
表2 小车所受的拉力一定
活动6：本实验有哪些注意事项？
提示：(1)打点前小车应靠近打点计时器，且应先接通电源，后释放小车。 (2)在补偿阻力时，连接小车细绳的一端不要悬挂槽码，小车的另一端应连着
高中物理新教材《实验：探究加速度与力、质量的关系》导学案
