对比研究法、案例分析法、实践反思法等研究方法。 （二）加速度与力和质量的关系实验案例
1 DIS实验设计
【设计探究方案】
1. 猜想加速度a与力F、质量m之间存在怎样的关系？如何研究加速度、力、质量的关系？ 2. 怎样用实验测定a、F、m这些物理量？
3. 怎样设计数据采集器的表格及相关的图像坐标？ 【实验目的】
1. 研究小车在质量一定的条件下，加速度与作用力的关系。 2. 研究小车在作用力一定的条件下，加速度与质量的关系。 3. 练习使用DIS实验设备。 【实验器材】
位移传感器、数据采集器、计算机，带滑轮的轨道，小车，小桶，小车专用重片，天平，弹簧测力计等。
图2-1位
移
传感器 图2-2数据采集器
图2-3 实验装置图
1. 用DIS研究加速度与力的关系（质量m保持不变） 【具体实验过程】
① 用天平称装有位移传感器的小车的质量。
② 用弹簧测力计测出小桶加里面放置砝码的重力，并以此作为小车收到的拉力。
③ 在轨道安装滑轮的一端，安装位移传感器的接收器，并与数据采集器连接。将细绳连接小车，跨过滑轮系住2个钩码。
④ 开启电源（包括位移传感器发射器电源），运行DIS应用软件，点击“用DIS研究加速度与力的关系，加速度与质量的关系条目，释放小车测定加速度。 ⑤ 保持小车质量不变，改变钩码数量重复实验。 ⑥ 处理实验数据，归纳得出结论。 实验图像截图如下图所示：
图2-4 v-t图像
2.用DIS研究加速度与质量的关系（保持作用力F不变） ① 调节天平，测配重片的质量。 ② 将位移传感
器的接收器固定在轨道没有滑轮的一端，并连接到数据采集器，用细线连接小车，跨过滑轮系住三个钩码。释放小车，测定加速度。将加速度的平均值记录在表格中。
③ 保持钩码数量不变（以保证小车收到的作用力不变），改变小车的质量（增加配重片数量），重复实验。
④ 处理数据归纳得出结论。
2传统实验设计
【实验目的】
1.研究小车在质量一定的条件下，加速度与作用力的关系。 2.研究小车在作用力一定的条件下，加速度与质量的关系。 3.练习使用打点计时器。 【实验器材】
电火花打点计时器、纸带、小车、天平、带滑轮的木板、小桶、小车专用重片、弹簧测力计。 【实验过程】
1. 研究加速度与力的关系（保持小车质量不变）。
①调节天平，测小车的质量；用弹簧测力计测小桶加里面砝码的重力并以此作为小车的拉力。 ②将木板放置在实验台上，调节木板，使小车放在木板上刚好处于静止状态。
③将小车末端与纸带相连，前端系细绳，绳子跨过定滑轮连接一个钩码；纸带穿过打点计时器。 ④打开电源，释放小车，在小车带动下，打点计时器在纸带上留下一系列清晰的点。 ⑤ 小桶中增加或换较大质量的砝码，再重复上述实验。 ⑥ 利用纸带计算出相应的加速度，绘制a-F图像。 实验过程装置图如下：
图2-5 实验装
置图
记录加速度与外力关系的实验数据，填入表格中。表格如下所示：
表2-1加速度与外力关系的实验数据表
研究加速度与外力的关系 1 m/g（砝码） 14.10 F/N 1.38 17.40 20.60 2 24.10 2.36 24.80 30.20 3 34.10 3.34 35.94 1.44 1.05 X/cm 14.82 0.64 a/m·s-2 根据，绘制
据上表中的数a-F图像
图2-6 a-F图像
根据图像得出结论：在误差允许的范围内，当物体质量一定时，加速度与物体受到的外力成正比。
2. 研究加速度与质量的关系（保持小车所受作用力不变）
① 小桶中放置20g砝码，测量出第一次小车的质量为200.2g ,进行第一次实验，取下纸带。 ② 安装新的纸带，并在小车中放入100g砝码，此时小车的总质量为300.2g ，进行第二次实验，取下纸带。
③ 安装新的纸带，并在小车中再放入100g砝码，此时小车的总质量为400.2g ，进行第二次实验，取下纸带。
④ 利用纸带，进行数据分析、研究。
记录加速度与质量关系的实验数据，填入表格中。表格如下所示
表2-2 加速度与质量关系的实验数据表
研究加速度与质量的关系 1 M/g（小车） 200.20 1/M 5.00 X/cm 20.60 24.80 17.46 20.30 a/m·s-2 1.05 2 300.20 3.33 0.71