2019_2020学年高中物理第四章运动和力的关系2实验：探究加速度与力、质量的关系练习新人教版.docx

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1、2.实验：探究加速度与力、质量的关系1．会做“探究加速度与力、质量的关系”实验。2．学会用“控制变量法”探究加速度与力、质量的定量关系。3．会用图像表示加速度与力、加速度与质量之间的关系，能根据实验数据得出实验结论。4．会分析实验中的误差，能采取合理方法减小实验误差，了解实验创新的方法及原理。1.实验原理速度是描述物体运动状态的物理量，加速度是描述速度变化快慢的物理量。因此也可以说，加速度是描述物体运动状态变化快慢的物理量。力是改变物体运动状态的原因，质量大的物体运动状态不容易改变。这说明，加速度与力

2、、质量存在一定的关系。2．实验思路(1)探究方法——控制变量法。装置如图所示。①保持小车质量不变，通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力，探究加速度与拉力的定量关系。②保持小车所受的拉力不变，通过在小车上增加重物改变小车的质量，探究加速度与质量的定量关系。(2)要测量的物理量①小车和放在小车上的砝码的总质量M。②小车受的拉力F(槽码的重力)。③小车的加速度a。3．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、槽码若干个、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。课堂

3、任务　探究过程·获取数据仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。活动1：参考图甲，本实验需要测量的物理量有哪些？提示：小车的质量、小车所受的作用力和小车运动的加速度。活动2：小车的质量用天平测量即可。回顾运动学的知识，你知道哪几种测量或比较小车加速度的方法？提示：如果小车做初速度为0的匀加速直线运动，则用刻度尺测量位移并用秒表测量时间，然后由a＝算出。也可以在小车上安装一条打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度。也可以不测加速度的具体数值，测量不同情况下(即受力不同或质量不同时)小车加速度的

4、比值，由于a＝，如果测出两个做初速度为0的匀加速直线运动的小车在相同时间内发生的位移x1、x2，则＝。活动3：为了测量小车受到的力，本实验中为小车提供一个恒定的合力很关键。如图甲所示，什么情况下绳子对小车的牵引力近似等于槽码的重力？提示：当槽码的质量比小车的质量小很多时。活动4：实际做实验时为什么采用乙图，而不采用甲图？提示：甲图中，小车在运动方向受到细线的拉力和木板对小车的摩擦力，如果后面拖着纸带，还受到打点计时器对小车的阻力，后两个力是未知的。如图乙所示，将木板未安装定滑轮的一端垫高，使小车的重力

5、沿木板向下的分力等于小车受到的阻力，则绳子的拉力就是小车受到的合力。阻力恰好被平衡的判别方法是小车不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。活动5：按图乙所示，调整好实验装置后，如何进行实验并记录数据？提示：(1)探究加速度与力的关系保持小车的质量一定，通过增减槽码的个数来改变小车所受的拉力，根据纸带上打出的点来测出相应的加速度，将数据填在表1中。表1　小车质量一定(2)探究加速度与质量的关系保持小车所受拉力不变(即槽码的个数一定)，通过增减在小车中的重物(即增减在小车中的砝码)来改变小车的质量，根据纸带上

6、打出的点测出相应的加速度，将数据填在表2中。表2　小车所受的拉力一定活动6：本实验有哪些注意事项？提示：(1)打点前小车应靠近打点计时器，且应先接通电源，后释放小车。(2)在补偿阻力时，连接小车细绳的一端不要悬挂槽码，小车的另一端应连着纸带且接通电源。用手轻轻地推一下小车，给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡。整个实验补偿了阻力后，不管以后改变槽码的重力或改变小车的质量，都不需要重新补偿阻力。(3)改变槽码重力的过程中，要始终保证槽码的

7、质量远小于小车的质量。测出槽码的重力，它近似地等于小车受到的拉力。课堂任务　分析数据·得出结论活动1：本实验用什么方法分析记录实验数据比较好？如何对数据进行分析？提示：因为图像比较直观，所以最好用图像法来分析数据。对数据进行分析如下：(1)分析a与F的关系：通过观察记录的数据发现，F越大，a越大，首先猜想a与F成正比。以加速度a为纵坐标，力F为横坐标，根据测量数据描点，然后作出图像。如图所示，若图像是一条通过原点的直线，就能说明a与F成正比。如果不是这样，则需进一步分析。(2)分析a与m的关系：通过观

8、察记录的数据发现，m越大，a越小，这可能是a与m成反比，也可能是a与m2成反比，甚至是更复杂的关系，需要通过作图来判定。先作出am图像，如图甲所示，因为am图像是曲线，由图像可定性地判断出a随m的增大而减小，而不能判断二者的具体关系。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，如图乙所示，若a图像是一条过原点的直线，说明a与成正比，即a与m成反比。如果不是这样，则需进一步分析。活动2：通过对实验数据的分析，你能得到什么结论？提示：在