学案 2 探究加速度与力、质量的关系[目标定位] 1.学会用控制变量法研究物理规律.2.会测量加速度、力和质量，能作出物体运动的 a－F、a－图像.3.通过实验探究加速度与力、质量的定量关系．一、实验器材小车、砝码、小桶、砂、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺、天平．二、实验原理实验的基本思想——控制变量法1．保持研究对象即小车的质量不变，改变小桶内砂的质量，即改变作用力，测出小车的对应加速度，验证加速度是否正比于作用力．2．保持小桶中砂的质量不变，即保持作用力不变，改变研究对象的质量，测出对应不同质量的加速度，验证加速度是否反比于质量．三、实验方案的设计1．三个物理量的测量方法——近似法本实验的研究对象：放在长木板上的小车在拉力的作用下做匀加速直线运动．(装置如图 1 所示)．图 1(1)小车质量的测量利用天平测出，在小车上增减砝码可改变小车的质量．(2)拉力的测量当小桶和砂的质量远小于小车的质量时，可以认为小桶和砂的重力近似等于对小车的拉力，即 F≈mg.(3)加速度的测量：逐差法．2．实验数据的处理方法——图像法、“化曲为直”法(1)研究加速度 a 和力 F 的关系以加速度 a 为纵坐标，以力 F 为横坐标，根据测量数据描点，然后作出图像，如图 2 所示，若图像是一条通过原点的直线，就能说明 a 与 F 成正比．图 2(2)研究加速度 a 与物体质量 m 的关系如图 3 甲所示，因为 a－m 图像是曲线，检查 a－m 图像是不是双曲线，就能判断它们之间是不是反比例关系，但检查这条曲线是不是双曲线，相当困难．若 a 和 m 成反比，则 a 与必成正比．我们采取“化曲为直”的方法，以 a 为纵坐标，以为横坐标，作出 a－图像，若 a－图像是一条直线，如图乙所示，说明 a 与成正比，即 a 与 m 成反比．图 3四、实验步骤1．用天平测出小车的质量 M，并把数值记录下来．2．按图 4 所示的装置把实验器材安装好．图 43．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，多次移动木块位置，直到轻推小车，使小车在斜面上运动时可保持匀速直线运动为止．4．在小桶里放入适量的砂，在小车上加放适量的砝码，用天平测出小桶和砂的质量 m，并记录下来．接通电源，放开小车，待打点计时器在纸带上打好点后取下纸带．5．保持小车的质量不变，改变砂和小桶的质量，按步骤 4 再做 5 次实验．6．在每条纸带上选取一段比较理想的部分...
