高中物理 4.2 实验 探究加速度与力、质量的关系导学案(新人教版)必修.doc

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1、课题4.2实验：探究加速度与力、质量的关系教学内容教学设计或学习心得学习目标1．理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关．2．通过实验探究加速度与力和质量的定量关系．3．培养学生动手操作能力．课本导读1．从前几章的知识可知，物体的速度是描述物体运动状态的物理量，物体的运动状态变化，是以速度这一物理量的变化表现出来的．而我们已经学习过的加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，因此加速度便是描述物体运动状态变化快慢的物理量．所以，第一个课题就应是探究加速度与力的关系．而在相同力的作用下，由于不同质量物体的惯性不同，速度变化的快慢也不同

2、，质量是物体惯性的量度，所以，第二个课题就应是探究加速度与质量的关系．2．在该实验中有三个变量，为了研究问题的方便，可采取保持一个量不变，而观察另外两个量变化的情况的方法，称为控制变量法．思考　利用第二章“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置，除了电磁打点计时器外，探究加速度与力、质量的关系，还需要哪些器材？　答：①天平；②低压交流电源；③纸带；④带定滑轮的平板；⑤小车；⑥砝码或钩码若干；⑦米尺；⑧线；⑨垫块；⑩小桶；⑪沙子．　3．探究加速度与力的关系时的基本思路是：保持物体的质量不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系．4．

3、探究加速度与质量的关系时的基本思路是：保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在这个力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系合作探究探究一、研究多个变量之间关系的重要方法[问题情境]1．既然物体的加速度与物体的质量以及它受到的力有关，到底存在怎样的关系，请同学们讨论一下，通过什么实例可定性地说明它们之间的关系．　答：(1)质量大的物体加速度小．如：并驾齐驱的大货车与小汽车在相同的制动力下，小汽车停下来用的时间少．　(2)受力大的物体加速度大．如：赛车和普通小汽车质量相近，但赛车安装了强大的发动机，牵引力大，提速很快．　2．加速度的大小与物体的受力和物

4、体的质量有关，那么我们应采用什么方法来研究加速度的大小与物体的受力和物体的质量之间的定量关系呢？　　答：可以先研究加速度与物体受力的关系，再研究加速度与物体的质量的关系．　合作探究[要点提炼]1．控制变量法：在研究三个物理量之间的关系时，先让其中一个量保持不变，研究另外两个量之间的关系，最后总结三个量之间的相互关系．2．实验原理：研究加速度与物体受到的合外力间的关系时，保持物体的质量不变；研究加速度与物体的质量间的关系时，保持物体受到的合外力不变．探究二、加速度与力的关系阅读课本，明确以下两个方面的内容：1．实验的基本思路：保持物体的质量不变，测量物

5、体在不同力下的加速度，分析加速度与力的关系．2．实验数据的分析：根据定性分析判断结果：力越大，加速度越大，猜测a∝F，Fn.探究三、加速度与质量的关系阅读课本，明确以下两个方面的内容：1．实验的基本思路：保持物体受力不变，测量不同质量的物体在这个力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系．2．实验数据的分析：根据定性分析判断结果：质量越大，加速度越小，猜测a∝，探究四、制定实验方案时的两个问题1．怎样测量(或比较)物体的加速度？(1)测量方法①让物体做初速度为零的匀加速直线运动，用刻度尺测量物体运动的位移，用秒表测量物体运动的时间，由x＝at2公式算出

6、．②让物体做初速度为零的匀加速直线运动，在运动物体后安装一条通过打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度．(2)比较方法①如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动在相同时间内发生的位移x1、x2，位移之比就是加速度之比．＝②如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动的物体在相同位移内所用时间t1、t2，时间比的平方就是加速度之比的倒数．＝2．怎样提供和测量物体所受的恒力？如图1所示，在水平木板上放置一辆小车．小车的前端系上细绳，细绳的另一端跨过定滑轮并挂上一个质量很小的重物．小车的尾部挂上一条纸带，纸带穿过打点计时器．为了消除摩擦力对小车的影响，必

7、须将木板无滑轮的一端稍微垫高一些，用重力的分力来抵消摩擦力，直到小车不挂重物时能匀速运动为止．当挂上重物时，只要重物的质量远小于小车的质量，那么可近似认为重物所受的重力大小等于小车所受合外力的大小．图1巩固提高1　在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，计算出各纸带的加速度后，将测得的反映加速度a和力F关系的有关数据记录在表1中．将测得的反映加速度a和质量M关系的数据列在表2中．表1a/(m·s－2)1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00表2a/(m·s－2)2.042.663.233.98/kg－10.500.6

8、70.801.00(1)根据表中所列数据，分别画出a－F图象和a－图象．(2)从图象可以判定：当M一定时，a