高中物理人教版必修一导学案：第四章第二节+实验：探究加速度与力、质量的关系6页

2　实验：探究加速度与力、质量的关系
课堂合作探究
问题导学
一、加速度与力的关系
活动与探究 1
根据如图所示实验装置，回答以下问题：
（1）如何测量小车所受的合外力？
（2）绳子的拉力等于钩码的重力吗？为什么？什么情况下钩码重力可以近似等于绳子
拉力（即小车所受的合外力）?
迁移与应用 1
某同学测得一物体 m 一定时，a 与 F 的关系的有关数据资料如下表。
a/（m·s－2） 1.98 4.06 5.95 8.12
F/N 2.00 4.00 6.00 8.00
（1）根据表中数据，画出 a－F 图象。
（2）从图象可以判定：当 m 一定时，a 与 F 的关系为：
______________________________________________________ __________________。
（1）实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和钩码的总质量，只有这样才可认
为小车受到的合外力基本上等于绳子的拉力。
（2）小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手，纸带上的加速度 a 应是该纸带上的
平均加速度。
（3）作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能地对称分
布在直线两侧。离直线较远的点应视为错误数据，可舍去不予考虑。
（4）只有在质量 m 一定时，加速度 a 与力 F 成正比。
二、加速度与质量的关系
活动与探究 2[来源:学#科#网]
1．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，研究的对象是小车，我们怎样改变
和测量它的质量？
2．实验得出的数据最终如何处理？这样处理有什么特点？
迁移与应用 2
某同学用如图所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验，当合外力一定时测得
小车的加速度与质量的数值如下表：
a/（m·s－2） 4.07 5.33 6.45 7.90

m/kg 2.00 1.50 1.25 1.00
1
m
/kg－1 [来源:学科网]
（1）根据表中数据，求出对应的
1
m
值，画出 a－
1
m
图象。
（2）由 a－
1
m
关系可知，当 F 一定时，a 与 m 成________关系。
探究加速度与质量的关系时，合力一定，a 与 m 成反比，a－m 图象是一条曲线，无法
确定加速度与质量的关系。实验中并不画出 a－m 图线，而是画出 a－
1
m
图线，这里运用了
化曲为直的物理思想。
三、实验方案的制定及结果处理
活动与探究 3
1．本实验中，可以不测量加速度的具体数值吗？[来源:Z+xx+k.Com]
2．某同学利用小盘和砝码牵引小车的方法，验证质量一定时加速度 a 与合外力 F 的关
系时，根据实验数据作出了如图甲、乙所示的 a－F 图象，产生甲图象不过原点的原因是
________；产生乙图象不过原点且弯曲的原因是__________________________________
________________________________________________________________________。
迁移与应用3
某同学设计了一个探究加速度 a 与物体所受合力 F 及质量 m 的关系的实验，图甲为实
验装置简图（交流电的频率为 50 Hz）。
　
甲 乙
（1）图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为________ m/s2
（保留两位有效数字）。
（2）保持砂子和砂桶质量不变，改变小车质量 m，分别得到小车加速度 a 与质量 m 及
对应的
1
m
，数据如下表：

请在如图丙所示的方格坐标纸中画出 a－
1
m
图象，并依据图象求出小车加速度 a 与质量
倒数
1
m
之间的关系式是________。

丙 　　丁[来源:学&科&网]
（3）保持小车质量不变，改变砂子和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度 a
随合力 F 的变化图线，如图丁所示。该图线不通过原点，请你分析其主要原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（1）加速度 a 和质量 m、受力 F 都有关系。研究它们之间的关系时采用控制变量法，
先保持质量不变，测量分析加速度与力的关系，再保持物体所受的力相同，测量加速度与质
量的关系。
（2）考虑到实验过程及数据处理过程可能出现的误差，作 a－F 图象时，其图线不一
定过原点。
（...