《实验：探究加速度与力、质量的关系》导学案.doc

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1、《探究加速度与力、质量的关系》导学案目标：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，体验如何平衡摩擦阻力、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。4.体会整个探究过程的科学严谨和合理性（C）导入：牛顿第一定律告诉我们：物体的运动状态及其改变是由他所受的力决定的，而不是因为其他的因素，而运动状态改变的难易程度(惯性的大小)又与其自身的质量有关。我们知道

2、加速度是描述物体运动状态变化的基本物理量，那么，物体运动的加速度一定是由物体所受的力，以及自身的质量决定的。于是，探究加速度与力、质量的定量关系就是自然而又十分必要的。回顾上节内容并仔细阅读本节课文前部分内容及一些实例解释以下问题：1.物体加速度的大小与它受力的大小有关。（力是产生加速度的原因）（速度是描述的物理量，加速度是描述变化快慢的物理量，加速度还是描述的物理量。）2.物体加速度的大小还与物体的质量有关。3.定性分析物体的加速度与它受的力、它的质量有什么关系？（竞赛用的汽车的质量不是很大，但却安

3、装着强大的发动机）物理学不满足于这样的定性描述，我们还想知道它们之间的具体（定量）关系。“自然和自然的法则在黑夜中隐藏；上帝说，让牛顿去吧！于是一切都被照亮！”下面让我们跟随伟人的思路共同探究：1加速度与它受的力关系、2加速度与它的质量有什么关系注意：当研究加速度与受力关系时，应保证物体质量不变；当研究加速度与质量关系时，应保证物体受力不变。这种研究问题的方法叫“控制变量法”一：探究加速度与力的关系：(B)①探究加速度与力的定量关系时，应保持物体____________不变，测量物体在________

4、____的加速度，分析加速度与力的关系.②将得到的数据填入表格，为了更直观的判断加速度a与力F的数量关系，我们以a为纵坐标、F为横坐标建立坐标系，在坐标系中描出点，如果这些点是过原点的直线，则说明aF，否则需要进一步分析。二：加速度与质量的关系(B)①探究加速度与质量的关系时，应保持物体__________不变，测量不同质量的物体在____________下的加速度.分析加速度与质量的关系.思考题(A)1：如果你得到的图像如甲图所示，能够说明a与m之间成反比吗？如果你得到的图像如乙图所示，能够说明a与

5、m之间成反比吗？甲am乙1/mmmma因此，将得到的数据填入表格，为了更直观的判断加速度a与力m的数量关系，我们以a为纵坐标、为横坐标建立坐标系，在坐标系中描出点，如果这些点是过原点的直线，则am，否则需要进一步分析。该处书本上参考案例有两个，本处针对案例二说明三：.制定实验方案时的两个问题(B)1．怎样测量或比较物体的加速度①测量物体的加速度可以用刻度尺测量____________，并用秒表测量____________，由公式____________算出.也可以在运动物体上安装一条通过打点计时器的纸

6、带，根据____________来测量加速度.②在这个实验中也可以不测加速度的具体数值，这是因为我们探究的是加速度与其它量之间的_______关系.如：测出两个初速度为0的匀加速直线运动在相同时间内通过的位移x1、x2,由公式a=得位移之比就是加速度之比，即.2．怎样提供并测量物体所受的恒力①探究加速度与力的关系，这个力应该是物体所受的合力，故探究时应设法使你测出的力就是该物体的合力.采用案例中的设计方案时，近似认为砝码和托盘的重力大小等于小车所受的合力，这就必须平衡掉小车运动过程中所受的摩擦力。具体

7、方法是：将木板固定打点计时器的一端垫高到一个适当的角度。思考为什么这样做就能平衡摩擦力，具体怎么操作？②实验中需注意的事项（1）平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变托盘和砝码的质量，还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力.（2）平衡摩擦力后，每次实验必须在满足砝码和托盘的总质量远小于小车和所加砝码的总质量的条件下进行.只有如此，砝码和托盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等.（以后我们会证明这一点）（3）小车应靠近打点计时器且先接通电源再释放小车.（4）作图象时，要

8、使尽可能多的点分布在所作直线上，不在直线上的点应尽可能均匀地分布在所作直线两侧.离直线较远点是错误数据，可舍去不予考虑.3．思考：(A)①在方案二中需要打点计时器，但牛顿在验证时用到打点计时器吗？他是如何做的？（仔细阅读案例一）并讲解案例一的原理及其与案例二的区别。(并观看视频)②如果我们选取书中的案例一，当保持小车质量不变时，我们应该怎么做图像（以谁为横坐标，以谁为纵坐标）？当保持力不变时用应该怎么做图像（以谁为横坐标，以谁为纵坐标）4.怎样由实验结果