高中物理 第四章 牛頓運動定律 專題4.2 探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系學案新人教版必修1.doc

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探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系 課堂達標要求： 1、學會用控制變量法研究物理規(guī)律， 2、實驗探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，學會利用函數(shù)圖像分析物理量之間的關(guān)系 學習重點、難點：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，利用函數(shù)圖像分析物理量之間的關(guān)系 自主學習： 1、 實驗原理： 1、控制變量：（1）在描述物體運動快慢時我們通常取相同的時間比較位移的大小，這就是 法。（2）物體運動狀態(tài)變化的快慢，也就是物體____________的大小，與物體的____________有關(guān)，還與物體____________有關(guān)，因此，在探究加速度與力、加速度與質(zhì)量關(guān)系的實驗中，也要施行 ，即可以先讓 保持不變，探究 與 關(guān)系，再讓 保持不變，探究 與 關(guān)系。 2、物理量的測量：（1）用 測小車和重物的質(zhì)量。（2）在運動物體上安裝一條通過打點計時器的紙帶，根據(jù)____________來測量加速度.（3）要保證小車的合外力等于繩上拉力，必須先平衡摩擦，做法是 。要用重物的重力代替拉力，要始終保持小物塊的質(zhì)量 小車質(zhì)量。 拓展：初速度為零的勻加速直線運動，位移表達式為 ，可知當時間一定時其加速度與位移成 ，寫成比例式為 。只需要比較相同時間物體的 ，就可以知道加速度的比。即a1/a2= 二、實驗：探究加速度與力的關(guān)系。 1、用天平測出小車和 的質(zhì)量M和M/，把數(shù)值記錄下來。2、按圖把實驗器材裝好，不掛小桶。 3、平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，讓小車能拖著紙帶在其上面做 運動（紙袋上點跡均勻）。 4、 把細繩系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶，先 再 ，取下紙帶并標上號碼。 5、 保持 不變，改變 質(zhì)量重復做上述試驗，把力對應的紙帶標好。 6、 保持力（沙子質(zhì)量）不變，改變小車質(zhì)量重復做上述試驗，將質(zhì)量對應的紙帶標好，計算出加速度。 物理量 1 2 3 4 5 6 作用力F 加速度a 物理量 1 2 3 4 5 6 質(zhì)量M 1/M 加速度a 練1．如圖所示，是某次利用氣墊導軌探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗裝置安裝完畢后的示意圖，圖中A為砂桶，B為定滑輪，C為滑塊及上面添加的砝碼，D為紙帶，E為電火花計時器，F(xiàn)為蓄電池，電壓為6 V，G是電鍵，請指出圖中的三處錯誤。 答案：細繩與木板不平行、要用交流電源、物塊要靠近打點計時器 課堂診斷訓練 1.觀察物體的運動，我們發(fā)現(xiàn)加速度、物體受力和物體質(zhì)量三者的關(guān)系可能是（ ） A.物體質(zhì)量一定時，受力越大，其加速度越大 B.物體質(zhì)量一定時，受力越大，其加速度越小 C.物體受力一定時，它的質(zhì)量越大，其加速度越大 D.物體受力一定時，它的質(zhì)量越大，其加速度越小 2.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，下列說法中正確的是（ ） A.為了減小實驗誤差，懸掛物的質(zhì)量應遠小于車和砝碼的質(zhì)量 B.為減小小車、紙帶受到摩擦力對實驗的影響，需要把小車運動平面起始端抬高 C.實驗結(jié)果采用描點法畫圖象，是為了減小誤差 D.實驗結(jié)果采用a－坐標作圖，是為了便于根據(jù)圖象直觀地作出判斷 3.在利用打點計時器“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實驗中，以下做法正確的是（ ） A.平衡摩擦力時，應將重物用細繩通過定滑輪系在小車上 B.平衡摩擦力時，小車后面的紙帶必須連好，因為運動過程中紙帶也要受到阻力 C.每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力 D.實驗時，先放開小車，后接通電源 4.如圖所示，在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的演示實驗中，若1、2兩個相同的小車所受拉力分別為 F1、F2，車中所放砝碼的質(zhì)量分別為m1、m2，打開夾子后經(jīng)過相同的時間兩車的位移分別為x1、x2，則在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，有(　　) A．當m1＝m2、F1＝2F2時，x1＝2x2 B．當m1＝m2、F1＝2F2時，x2＝2x1 C．當m1＝2m2、F1＝F2時，x1＝2x2 D．當m1＝2m2、F1＝F2時，x2＝2x1 5．如圖所示的是做探究牛頓第二定律實驗中打出的一條紙帶，相鄰記數(shù)點的時間間隔為T，間距x1、x2、x3……xn已測量出． (1)請寫出三個不同的計算加速度的表達式． (2)甲、乙兩同學用同一裝置做實驗，畫出了各自的a－F圖象(如圖所示)這兩個同學在做實驗時，采用的哪一個物理量不同？試比較其大?。? 6．(2009濰坊模擬)為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖所示的氣墊導軌裝置進行實驗．其中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當滑行器通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄，滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問題： （1）實驗開始應先調(diào)節(jié)氣墊導軌下面的螺釘，使氣墊導軌水平，在不增加其他儀器的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？ _________________________________________________ (2)若取M＝0.4kg，改變m的值，進行多次實驗，以下m的取值不合適的一個是________． A．m1＝5g B．m2＝15g C．m3＝40g D．m4＝400g 小結(jié)與反思： 1、 學到的方法有： 2、學到的規(guī)律有： 探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系課堂導學題綱2 課堂預期達標要求 1、學會用控制變量法研究物理規(guī)律， 2、實驗探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，學會利用函數(shù)圖像分析物理量之間的關(guān)系 學習重點、難點：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，利用函數(shù)圖像分析物理量之間的關(guān)系 三、數(shù)據(jù)處理及探究：1、加速度與力的關(guān)系。 物理量 1 2 3 4 5 6 作用力F 加速度a 0 F 實驗結(jié)論： 在保持 不變的情況下，通過實驗探究，發(fā)現(xiàn)a-V圖線是 。說明力與加速度 。 2、加速度與質(zhì)量的關(guān)系。 物理量 1 2 3 4 5 6 質(zhì)量M 1/M 加速度a a 一、 a 0 m a 0 1/m 先做出a-m圖線，發(fā)現(xiàn)是一條 分析猜想a-m可能的關(guān)系并進行驗證。 實驗結(jié)論：在保持 不變的情況下，通過實驗探究，發(fā)現(xiàn)a-1/m圖線是 。說明加速度與質(zhì)量 。 0 F 例題1：在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，計算出個紙帶的加速度后，將加速度與力、質(zhì)量的有關(guān)數(shù)值記入表中，如圖， ａ（ｍ／ｓ２） １．９８ ４．０６ ５．９５ ８．１２ Ｆ（Ｎ） １．００ ２．００ ３．００ ４．００ ａ（ｍ／ｓ２） ２．４０ ２．６６ ３．２３ ３．９８ １／Ｍ（ｋｇ－１） ０．５０ ０．６７ ０．８０ １．００ a 0 1/m 1、根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)，分別劃出a—F圖像和a—1/M圖像。 2、從圖像可以判定：當M一定時，a與F的關(guān)系是 ；當F一定時，a與M的關(guān)系是 。 3、由a-F圖像可知M= 。4、由a-1/M圖像可知 F= ． 答案：成正比 成反比 0.5kg 4.2N 課堂診斷訓練 1．用如圖所示的裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗，甲同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的小車的加速度a和小車所受拉力F的圖象為圖中的直線Ⅰ，乙同學畫出的aF圖象為下圖中的直線Ⅱ.直線Ⅰ、Ⅱ在縱軸或橫軸上的截距較大，明顯超出了誤差范圍，下面給出了關(guān)于形成這種情況原因的四種解釋，其中可能正確的是(　　) A．實驗前甲同學沒有平衡摩擦力 B．甲同學在平衡摩擦力時，把長木板的末端抬得過高了 C．實驗前乙同學沒有平衡摩擦力 D．乙同學在平衡摩擦力時，把長木板的末端抬得過高了 2.如圖所示是在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪出的三條a－F圖線，下列說法中正確的是(　　) A．三條傾斜直線所對應繩的拉力相同 B．三條傾斜直線所對應的小車和砝碼的總質(zhì)量不同 C．直線1對應的小車和砝碼的總質(zhì)量最大 D．直線3對應的小車和砝碼的總質(zhì)量最大 3．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，在研究加速度a與小車的質(zhì)量M的關(guān)系時，由于沒有注意始終滿足M?m的條件，結(jié)果得到的圖象應是圖中的(　　 ) 4．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置如圖甲所示． (1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．計時器打點的時間間隔為0.02 s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離．該小車的加速度a＝________ m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度．小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表： 砝碼盤中砝碼總重力F(N) 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度a(ms－2) 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 0 F 請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出a－F的關(guān)系圖象． (3)根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)作出的a－F圖線不通過原點．圖線反映的實驗結(jié)論是 。指出實驗誤差來源 。 小結(jié)與反思： 2、 學到的方法有： 3、 學到的規(guī)律有：