高中物理 第3章2探究加速度与力、质量的关系目标导学 教科版必修1

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1、2　探究加速度与力、质量的关系学习目标重点难点1．学会用控制变量法探究物理规律．2．全面正确地认识加速度与力、质量的关系．3．掌握利用图像处理数据的方法．重点：a与F、m的关系．难点：图像法处理实验数据．实验原理：控制变量法：加速度a和质量m、外力F都有关系．研究它们之间的关系时，先保持质量不变，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；再保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系．这种先控制某个参量不变，研究某两个参量之间变化关系的方法叫控制变量法．实验器材：打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、砝码

2、、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平（带有一套砝码）、刻度尺．实验步骤：1．用天平测出小车和小盘的质量M和M′，把数值记录下来．2．按图所示把实验器材安装好，此时不要把悬挂小盘的细绳系在小车上（即不给小车施加牵引力）．3．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动薄木板的位置，直至小车在斜面上运动时能保持匀速运动状态，这时小车拖着纸带运动受到的摩擦力恰好与小车所受的重力沿斜面方向的分力平衡．4．把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘，先接通电源再放开小车，取下纸带，在打点纸带上标上纸带号码．5．保持小车的质量不变，在小盘内放入质量为m′的砝码，重复步骤4；在小盘内

3、分别放入质量为m″、m′′′、…的砝码再重复步骤4，注意m′、m″、m′′′、…的数值都要记录在纸带上（或表格内）．6．在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，按“测定匀变速直线运动的加速度”实验中的方法（Δx＝aT2）算出每条纸带对应的小车的加速度a．7．用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点．若这些点在一条直线上，便说明加速度与作用力成正比，即＝或a∝F．8．保持砝码和小盘的总质量不变，在小车上依次加不同质量的砝码（也必须做好记录），重复上述步骤4和步骤6．用纵坐标表示加速度，横坐标表示小车及砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据实验结果画出相应的点．如果

4、这些点在一条直线上，说明加速度与质量成反比，即＝或a∝．数据处理：1．物体的质量一定，加速度与受力的关系实验序号加速度a/（m·s－2）小车受力F/N123根据记录的数据，作出a－F图像，分析并得出结论．2．物体的受力一定，加速度与质量的关系实验序号加速度a/（m·s－2）小车质量m/kg123根据记录的数据，作出a－图像，分析并得出结论．注意事项：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．实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的

5、拉力相等．3．各纸带上的加速度a，都应是该纸带上的平均加速度．4．作图像时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧．离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑．5．小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手．在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点探究加速度与力、质量的关系1．在本探究实验中，为什么可用相同时间内的位移之比表示加速度之比？2．为什么要平衡摩擦力？3．试讨论分析：为什么本实验在处理实验数据时画的是a－1/M图像而不是画a－M图像．4．试总结：怎样由实验结果得出结论？某同学利用小盘和砝码牵引小车

6、的方法，验证质量一定加速度a与合外力F的关系时，根据实验数据作出了如图甲、乙所示的a－F图像，产生甲图像不过原点的原因是________；产生乙图像不过原点且弯曲的原因是________．1．在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中，应用了控制变量法．当质量一定时，研究加速度和合力的关系，即a∝F，当力一定时，研究加速度和质量的关系，即a∝．2．平衡摩擦力：为了消除摩擦力对小车运动的影响，必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，以使小车不挂重物时恰能匀速运动．3．重物的质量远小于小车的质量：只有在砝码（连同小盘）质量m0远远小于小车质量m的前提下，小车所受的拉力F

7、才近似地认为等于砝码（连同小盘）的重力m0g．1．在探究加速度与力、质量的关系时，下列关于实验的思路和数据分析中，正确的是（　　）．A．实验的基本思想是：保持物体的质量不变，测量物体在不同力作用下的加速度，分析加速度与力的关系B．实验的基本思想是：保持物体所受力相同，测量质量不同的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系C．在处理实验数据时，以a为纵坐标，F为横坐标，根据数据在坐标系中描点，若这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比