高中物理 第四章 牛顿运动定律 4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系学案新人教版必修1 .doc

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1、4.2实验：探究加速度与力、质量的关系班级：姓名：※能力目标※1.理解探究加速度与力、质量的关系的合理性和必要性。2.理解实验思路的合理性，以及用图像处理实验数据的有效性。3.经历实验的操作和测量过程，以及通过图像处理实验数据的过程，体会如何平衡摩擦阻力、减小系统误差（钩码所受的重力不等于小车所受的拉力等）的操作办法。☆课堂互动探究☆一、实验目的：（1）学会用控制变量法探究物理规律；（2）探究a与F、m的关系。二、实验原理：1．控制变量法：①保持物体的不变，分析加速度与力的关系；②保持物体的不变，分析加速度与质量的关系。2.方案：需测量的物理量有、、。质量用测量，因此本实验

2、要解决的主要问题是如何测量加速度和物体所受的力。问题（1）怎样测量物体的加速度？问题（2）怎样提供和测量物体所受的恒力？①实验中的力F的含义是物体所受的。②平衡摩擦力：问题（3）怎样检查摩擦力是否完全被平衡？平衡摩擦力后，挂上重物，只要重物的质量小车的质量，那么我们近似认为等于小车所受的合力的大小。增减盘中的砝码的个数可改变小车所受的合力。3.怎样由实验结果得出结论根据实验数据以为纵坐标、为横坐标，和以为纵坐标、为横坐标作出图像。如果图像是过原点的直线，则说明加速度与成正比，与成反比。三、实验器材：打点计时器，纸带，小车，一端附有定滑轮的长木板，小桶和砂（用钩码代替），细绳

3、，导线，天平，，电源，砝码。四、实验步骤（以课本P73《参考案例二》学习）1.用天平测出小车和小桶的质量M和m，把数值记录下来。2.按图把实验器材装好，不挂小桶。3.平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，让小车能在其上面做匀速运动。4.把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，先接通电源在放开小车，取下纸带并标上号码及此时所挂的重物的重力。5.保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，做上述试验，每次小车从同一位置释放，并记录好重物的重力，以及计算出相应纸带的加速度并填入下表一。表一：物体的质量一定，加速度与受力的关系实验次数加速度a/(）小车受力F/NF/a1

4、2346.保持托盘中所放重物的质量不变，在小车上加放砝码，并测量出小车与所放砝码的总质量M。做上述试验，将质量对应的纸带标好。7.继续在小车上放砝码，重复步骤6，多做几次实验（目的是什么？），将质量对应的纸带标好。8.计算出加速度，及小车与砝码的总质量填入表二。表二：物体所受的力一定，加速度与质量的关系实验次数加速度a/(）小车与砝码的总质量M/kg小车与砝码的总质量的倒数1234五、实验aF0a1/M0数据处理：画出图像：六、实验结论：物体的加速度与物体的成反比，与物体成正比。◆典例探究◆例题1：在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，计算出个纸带的加速度后，将加速度

5、与力、质量的有关数值记入表中：ａ（ｍ／ｓ２）1.984.065.958.12Ｆ（Ｎ）1.002.003.004.00ａ（ｍ／ｓ２）2.402.663.233.98１／Ｍ（ｋｇ－１）0.500.670.801.001．根据表中所列数据，分别划出a—F图像和a—1/M图像。2．从图像可以判定：当M一定时，a与F的关系是；当F一定时，a与M的关系是。3．由a-F图像可知M=。4．由a-1/M图像可知F=。例题2：某两个同学分别按步骤做该实验时，各自得到的图像如图甲和乙所示，则出现此种现象的原因：甲是，乙是。▲课堂达标检测▲1.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了平衡摩擦力

6、，需要在长木板的下面垫一木块（木块垫在没有滑轮的一端），反复移动木块的位置，直到测出小车所拖纸带上的各个相邻记数点之间的距离都________为止．这时小车在斜面上所做的是________运动，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车的________平衡．2．更直观地反映物体的加速度a与物体的质量m的关系，往往利用它们的图像表示出来，该关系图像应选用（）A.a-m的图像；B.m-a的图像；C.a—1/m的图像；D.m-1/a的图像。3．如果a-1/m图像是通过原点的一条直线，则说明（）A.物体的加速度a与物体的质量m成正比；B．物体的加速度a与物体的质量m成反比；C．物

7、体的质量m与物体的加速度a成正比D.物体的质量m与物体的加速度a成反比。4．如图所示为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间隔是0.1s，距离如图，单位是cm，小车的加速度是m/s2（保留三位有效数字）