2019_2020学年新教材高中物理第四章运动和力的关系2实验：探究加速度与力、质量的关系学案新人教版必修1.docx

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1、第2节　实验：探究加速度与力、质量的关系学习目标：1.通过探究加速度与力、质量的关系，学会用控制变量法探究物理规律.2.通过实验探究，理解加速度与力、质量三者之间的关系.3.通过具体实例，学会分析和处理实验数据的方法，并能根据图像分析物理量间的关系，提高科学探究能力．知识点一　加速度与力的关系保持物体的质量不变，物体所受的外力越大，物体的加速度越大；物体的加速度与物体所受的外力成正比．作出加速度a与物体所受的外力F的关系图像，以加速度a为纵轴，外力F为横轴，a－F图像应为一条过原点的倾斜直线．如图所示．知识点二　加速度与质量的关系　保持物体所受的外力不变

2、，物体的质量越大，加速度越小；物体的加速度与物体的质量成反比．作出加速度a与物体质量的倒数的关系图像，以加速度a为纵轴，质量的倒数为横轴，a－图像应为一条过原点的倾斜直线．如图所示．241．质量越大的物体，加速度越小．(　　)2．物体的质量与加速度成反比．(　　)3．物体受到不为零的合外力作用，立即产生加速度．(　　)4．物体加速度的方向可以与合外力方向相反．(　　)5．同一物体的加速度与合外力成正比．(　　)[答案]　1.×　2.×　3.√　4.×　5.√1．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如下图所示的装置．(1)本实验应用的实验方法是__

3、______．A．控制变量法B．假设法C．理想实验法D．替代法(2)下列说法中正确的是________．A．在探究加速度与质量的关系时，应改变拉力的大小B．在探究加速度与力的关系时，应改变小车的质量C．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应先作出的是a－图像D．当小车的质量远大于槽码的质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于槽码24的重力[解析]　(1)本实验采用了控制变量法，即先保证物体质量不变，研究加速度与合力的关系，再保证物体受力不变，研究加速度与质量的关系．(2)探究a与m的关系时，应保持F不变，改变m的大小；探究a与F

4、的关系时，应保持m不变，改变F的大小，故A、B错误．a－关系图像为过原点的直线，作出这个图像容易得出a与m成反比的结论，C正确．只有小车的质量远大于槽码的质量时，小车受到的合力大小才约等于槽码的重力，D正确．[答案]　(1)A　(2)CD2．想一想：实验过程中，为了减小实验误差，关键要把握哪两点？[答案]　①平衡摩擦力；②槽码的质量远小于小车的质量.要点一实验思路采用控制变量法：在该实验中有三个变量，为了研究问题方便，可先控制一个量不变，观察另外两个量的变化情况，从而确定三者的关系．(1)加速度与力的关系①实验基本思路：控制物体的质量m不变，测量物体在不

5、同的力F作用下的加速度a，分析a与F的关系．②实验数据的分析：设计表格，记录数据．在如下图所示的坐标系内，作出a－F图像．分析：若图像是过原点的直线，则a∝F；若图像不是直线，再作其他分析．(2)加速度与质量的关系①实验基本思路：控制物体所受的力F不变，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度a，分析a与质量m的关系．24②实验数据的分析：设计表格，记录数据.猜想：F相同，m越大，a越小，是否有“a与m成反比”或“a与m2成反比”？从最简单的情况入手，若a与m成反比，则a与成正比．所以，建立如下图所示的坐标系，作出a－图像．分析：若a－图像是过原点的直线，

6、则a与m成反比．【典例1】　如右图所示，在研究加速度与力、质量的关系的实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有(　　)A．当m1＝m2、F1＝2F2时，x1＝2x2B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1C．当F1＝F2、m1＝2m2时，x1＝2x2D．当F1＝F2、m1＝2m2时，x2＝2x1[思路点拨]　本题中m1和m2是小车中砝码的质量，绝不能认为是小车的质量．[解析]　两小车相同，当m1＝m2时，若F1＝2F2

7、，则a1＝2a2，由x＝at2得x1＝2x224，A正确，B错误．若m1＝2m2，由于两小车的质量未知，故无法确定两车加砝码后的质量关系，进而两小车的加速度关系也就不清楚，因此无法断定两车的位移关系，C、D错误．[答案]　A等效替代法对于某个不便直接测量的物理量，用便于测量的物理量进行等效替代．在如右图所示的实验中，使两车同时运动，同时停止．分别测出两小车的位移x的大小，根据x＝at2可知x∝a.即通过比较x的大小关系，就可以知道a的大小关系．1．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．实验中，为使小车运动时所受的拉力近似等于槽码的重力，则槽码

8、的质量m与小车的质量M应满足的关系是(　　)A．m远大于MB．m远小于MC．m略