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4.2 影響加速度的因素、4.3 探究物體運動與受力的關(guān)系 學(xué)案（粵教版必修1）

1．當物體的質(zhì)量保持不變，物體受到的合外力逐漸增大時，其加速度將________；反之，物體受到的合外力逐漸減小時，其加速度將________．
2．當物體所受合外力大小保持不變時，物體的質(zhì)量越大，其加速度將______，反之，則______．
3．從前幾章的知識可知，物體的速度是描述物體運動狀態(tài)的物理量，物體的運動狀態(tài)變化，是以______這一物理量的變化表現(xiàn)出來的．而我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過的________是描述物體速度變化快慢的物理量，因此加速度便是描述物體運動狀態(tài)變化快慢的物理量．所以，第一個課題就應(yīng)是______________________．而在相同力的作用下，由于不同質(zhì)量物體的慣性不同，速度變化的快慢也不同，質(zhì)量是物體慣性的量度，所以，第二個課題就應(yīng)是_________________．
4．在“探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系”的實驗中有三個變量，為了研究問題的方便，可采取保持一個量不變，而觀察另外兩個量變化的情況的方法，稱為______________．
5．探究加速度與力的關(guān)系時的基本思路是：保持物體的______不變，測量物體在不同的力的作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系．
6．探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時的基本思路是：保持物體__________相同，測量不同質(zhì)量的物體在這個力作用下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系.

一、研究多個變量之間關(guān)系的重要方法
[問題情境]
1．既然物體的加速度與物體的質(zhì)量以及它受到的力有關(guān)，到底存在怎樣的關(guān)系，請同學(xué)們討論一下，通過什么實例可定性地說明它們之間的關(guān)系．
　
2．加速度的大小與物體的受力和物體的質(zhì)量有關(guān)，那么我們應(yīng)采用什么方法來研究加速度的大小與物體的受力和物體的質(zhì)量之間的定量關(guān)系呢？
　
[要點提煉]
1．控制變量法：在研究三個物理量之間的關(guān)系時，先讓其中一個量保持不變，研究另外兩個量之間的關(guān)系，最后總結(jié)三個量之間的相互關(guān)系．
2．實驗原理：研究加速度與物體受到的合外力間的關(guān)系時，保持物體的質(zhì)量不變；研究加速度與物體的質(zhì)量間的關(guān)系時，保持物體受到的合外力不變．
二、加速度與力的關(guān)系
　閱讀課本，明確以下兩個方面的內(nèi)容：
1．實驗的基本思路：保持物體的質(zhì)量不變，測量物體在受到不同力時的加速度，分析加速度與力的關(guān)系．
2．實驗數(shù)據(jù)的分析：根據(jù)定性分析判斷結(jié)果：力越大，加速度越大，猜測a∝F，F(xiàn)n.
(1)設(shè)計表格，如下表
　　　次數(shù)
項目　　　123456
F/N
a/(m?s－2)
(2)建立坐標系如圖1

圖1
(3)描點
(4)連線
得到圖線，分析a與F的關(guān)系．通過實驗可以發(fā)現(xiàn)a－F圖象是一條過原點的直線．改變小車的質(zhì)量重復(fù)上面的實驗，看得出的圖象有什么不同．
三、加速度與質(zhì)量的關(guān)系
　閱讀課本，明確以下兩個方面的內(nèi)容：
1．實驗的基本思路：保持物體受力不變，測量不同質(zhì)量的物體在這個力作用下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系．
2．實驗數(shù)據(jù)的分析：根據(jù)定性分析判斷結(jié)果：質(zhì)量越大，加速度越小，猜測a∝1m，1mn
(1)設(shè)計表格，如下表
　　　次數(shù)
項目　　　123456
a/(m?s－2)
m/kg
1m/kg－1

1mn/kg－n

(2)建立坐標系如圖2

圖2
(3)描點
(4)連線
得到圖線，分析a與m的關(guān)系．通過實驗可以發(fā)現(xiàn)a－1m圖象是一條過原點的傾斜的直線．改變物體受力的大小，看得出的圖象有什么不同.

例1　在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，計算出各紙帶的加速度后，將測得的反映加速度a和力F關(guān)系的有關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表1中．將測得的反映加速度a和質(zhì)量M關(guān)系的數(shù)據(jù)列在表2中．
表1
a/(m?s－2)1.984.065.958.12
F/N1.002.003.004.00
表2
a/(m?s－2)2.042.663.233.98
1M/kg－1
0.500.670.801.00
(1)根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)，分別畫出a－F圖象和a－1M圖象．
(2)從圖象可以判定：當M一定時，a與F的關(guān)系為______；當F一定時，a與M的關(guān)系為______．
(3)由a－F圖象可知，M＝______.
(4)由a－1M圖象可知，F(xiàn)＝________.

圖3
例2　在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，利用如圖3所示的裝置．
(1)本實驗采用的實驗方法是______
A．控制變量法 B．假設(shè)法 C．理想實驗法
(2)下列說法中正確的是______
A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)改變拉力的大小
B．在探究加速度與外力的關(guān)系時，應(yīng)該改變小車的質(zhì)量
C．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應(yīng)作出a－1m圖象
D．當小車的質(zhì)量遠大于托盤和砝碼的總質(zhì)量時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等于托盤和砝碼的總重力大小
(3)某同學(xué)測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示：(小車質(zhì)量保持不變)
F/N0.200.300.400.500.60
a/m?s－20.100.200.280.400.52
①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖4所示坐標系中作出a－F圖象．

圖4
②圖線不過原點的原因可能是______．
【即學(xué)即練】
若測得某一物體受力F一定時，a與m的關(guān)系數(shù)據(jù)如下表所示.
a/(m?s－2)2.042.663.233.98
m/kg2.001.501.251.00
(1)根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)，畫出a－1m圖象．
(2)由a－1m關(guān)系可知，當F一定時，a與m的關(guān)系為____________．



參考答案
課前自主學(xué)習(xí)
1．逐漸增大　逐漸減小
2．越小　越大
3．速度　加速度　探究加速度與力的關(guān)系　探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系
4．控制變量法
5．質(zhì)量
6．所受的力
核心知識探究
一、
[問題情境]
1．(1)受到相同的合外力，質(zhì)量大的物體加速度�。�如：并駕齊驅(qū)的大貨車與小汽車在相同的制動力下，小汽車停下來用的時間少．
(2)相同質(zhì)量的物體，受力大的物體加速度大．如：質(zhì)量相同的小汽車，牽引力越大，提速越快．
2．可以用控制變量法，先研究加速度與物體受力的關(guān)系，再研究加速度與物體的質(zhì)量的關(guān)系．
解題方法探究
例1　(1)a－F圖象和a－1M圖象分別如圖甲、乙所示　(2)正比關(guān)系　反比關(guān)系
(3)0.49 kg　(4)3.98 N


例2　(1)A　(2)CD
(3)①a－F圖象見解析
②未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠完全
解析　(1)實驗采用了控制變量法，即先保證物體質(zhì)量不變，研究加速度與合力的關(guān)系，再保證物體受力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系．
(2)探究a與m的關(guān)系時，保持F不變，改變m大��；探究a與F的關(guān)系時，保持m不變，改變F的大小，故A、B錯；a－1m關(guān)系圖象為過原點的直線，作出這個圖象容易證明a與m成反比，C對．只有當小車的質(zhì)量遠大于托盤與砝碼的總質(zhì)量，托盤與砝碼的總重力才約等于小車受到的合力，D對．
(3)①作出的a－F圖象如圖所示．
②由a－F圖象可知，當力F<0.1 N時，小車沒有動，說明此時小車所受的摩擦力沒有完全被平衡掉．

即學(xué)即練
(1)見解析圖　(2)反比關(guān)系
解析　要畫a與1m的圖象，需先求出對應(yīng)的1m，其數(shù)據(jù)分別為：0.50、0.67、0.80和1.00.然后描點、連線，得到圖象如圖所示．由圖象可得a與1m成正比，即a與m成反比．

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