2019_2020学年高中物理4.2实验：探究加速度与力、质量的关系教案新人教版必修1

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1、2．实验：探究加速度与力、质量的关系知识纲要导引核心素养目标(1)学会用控制变量法探究物理规律．(2)掌握利用图象处理数据的方法．(3)探究加速度与力、质量的关系．(4)能解释生活中的相关现象.知识点　控制变量法探究加速度a与力F、质量m的关系1．实验原理：2．实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、夹子、细绳、低压交流电源(使用电火花打点计时器时不用低压交流电源)、导线、天平(带有一套砝码)、小盘、刻度尺．控制变量法当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，我们设法控制某些参量使之不变，而研究

2、其中两个参量之间的变化关系的方法叫控制变量法．3．实验步骤：(1)称量质量：用天平测出小车和砝码的总质量m，小盘和砝码的总质量M.(2)安装器材：按照如图把实验器材安装好，注意此时先不要把悬挂小盘的细绳系在车上，即不给小车加牵引力．(3)平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一块木块，反复移动木块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态．这时，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡．(4)操作：①把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，先接通电源再放开小车，打点计时器在纸

3、带上打下一系列的点，打完点后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码．②保持小车和砝码的质量m不变，在小盘里放入适量的砝码，把小盘和砝码的总质量M记录下来，重复步骤①.③保持小盘和砝码的总质量M不变，改变小车和砝码的质量m，重复以上步骤．待测物理量器材小车与其上砝码的总质量m天平小盘和盘内砝码的总质量M天平小车的加速度a打点计时器4.数据处理：(1)把小车在不同力作用下产生的加速度填在表中：　　实验序号物理量　　　123456作用力F加速度a以a为纵坐标、F为横坐标，根据数据作aF图象，用曲线拟合测量点，找出规律，分析a

4、与F的关系．(2)把不同质量的小车(小车和钩码)在相同力的作用下产生的加速度填在表中：　　实验序号物理量　　　123456质量m质量的倒数加速度a分别以a为纵坐标、为横坐标，根据数据作a图象，分析a与m的关系．加速度的计算方法公式法v0＝0时，由x＝at2得a＝推论法由Δx＝aT2得：a＝5．实验误差产生原因及减小误差的方法产生原因减小方法偶然误差质量测量不准、计数点间距测量不准多次测量求平均值小车所受拉力不等于小盘和盘中砝码所受的总重力①准确平衡摩擦力②使细绳和纸带平行于木板作图不准使尽可能多的点落在直线上，不在直线上

5、的点应尽可能均匀分布在直线两侧，误差较大的点舍去系统误差小盘及砝码的总重力代替小车所受的拉力使小盘和砝码的总质量远小于小车的质量核心一　对实验目的、原理与器材的考查例1　如图所示是某同学做探究加速度与力、质量的关系实验时已接通电源正要释放纸带时的情况．请你指出该同学的五个错误操作．(1)电源________________________________________________________________________；(2)打点计时器位置__________________________________

6、______________________________________；(3)滑轮位置________________________________________________________________________；(4)小车位置________________________________________________________________________；(5)长木板__________________________________________________________

7、______________．【解析】　本题考查了实验装置和器材选择，关键明确实验的原理．打点计时器应使用交流电源，实验前打点计时器应在右端，小车应靠近打点计时器，滑轮的位置应保持拉小车的线与木板平行，并且应垫高木板的右端平衡小车所受摩擦力．【答案】　(1)应用交流电源　(2)应靠右端　(3)应使小车左端的线水平(4)应靠近打点计时器　(5)应垫高右端平衡摩擦力三问平衡摩擦力摩擦力如何被平衡垫高长木板远离滑轮的一端平衡摩擦力的标志打点计时器所打纸带点迹分布均匀平衡摩擦力的原理mgsinθ＝Ff改变小车质量，不需重新平衡摩

8、擦力训练1　(多选)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关于平衡摩擦力的说法中正确的是(　　)A．“平衡摩擦力”的本质就是想办法让小车受到的摩擦力为零B．“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力沿斜面向下的分力与所受到的摩擦阻力相平衡C．“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂钩码通过细绳和滑轮对小车