§42实验：探究加速度与力、质量的关系.doc

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1、2008-2009学年度高一物理必修1活动单4.2实验：探究加速度与力、质量的关系学习目标：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。学习重点：对a∝F、a∝1／m的探究。学习难点:对探究性实验的把握学习方式：本节课主要采取的是“实验--探究”学习方式。实验器材：木板、小车、打点计时器、电源、小筒、细线、砝码、天平、刻度尺、纸带等。(①附有滑轮的长木板2块；②小车2个；③带小钩或小盘的细线2条；④钩码(槽码)，规格：10g、20g，用做牵引小车的力；⑤砝码，规格：50g、100g、

2、200g，用做改变小车质量；⑥刻度尺；⑦1m～2m粗线绳，用做控制小车运动)如果没有小规格钩码或槽码，可以用沙桶及沙子替代，增加天平及砝码，用来测质量。活动一：阅读课本P71的第1、2节回答问题：物体运动状态改变是指物体的什么物理量改变了？物体运动状态改变快慢用什么物理量来描述，物体运动状态改变与什么因素有关?关系是什么?（定性描述）研究多个变量之间关系用什么方法？我们如何设计实验来探究这几个物理量间的关系？活动二：探究加速度与力的关系：实验设计：实验装置：（见课本）实验遇到哪两个的困难，如何处理？实验数据处理：参考表格小车l小车2次数拉车砝码包括盘的总质量(m1)位移x1／

3、cm拉车砝码包括盘的总质量(m2)位移x2／cm123442008-2009学年度高一物理必修1活动单如何得到a与F的关系？实验结论：实验中的注意事项：1、要平衡摩擦力，如何平衡摩擦力？如何检验是否已平衡了摩擦力？2、小盘和砝码所受的重力等于使小车匀加速运动的力的条件是：盘和砝码的质量远小于小车的质量。活动三：探究加速度与质量的关系：实验设计：实验装置：(见课本)实验数据处理：参考表格小车l小车2次数小车（包括砝码）的总质量(M1)位移x1／cm小车（包括砝码）的总质量(M2)位移x2／cm1234实验注意事项（见上）活动四：实验结论的得出：实际实验时可结合打点计时器进一步研

4、究加速度与力和质量的数量关系：（1）保持小车质量不变，研究a与F的关系数据分析：设计一个表格，把同一物体在不同力的作用下的加速度填在表中。为了更直观地判断加速度a与力F的数量关系，我们以a为纵坐标、F为横坐标，根据各组数据在坐标系中描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比，如果不是这样，则需进一步分析。例1、某学生用图4-2-4所示的装置做实验时，保持小车的质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示： F/N0.200.300.400.50a/ms-20.100.210.290.40根据表中的数据在图4-2-5中作出a-F图线。（1）把图线延长，看看图

5、线是否通过原点？如果不通过原点，试分析在操作过程中可能遗漏了哪个步骤？（2）这条图线在F轴上截距有何物理意义？42008-2009学年度高一物理必修1活动单结论：（2）保持拉力不变，研究a与m的关系数据分析：设计第二个表格，把不同物体在相同力的作用下的加速度填在表中。根据我们的经验，在相同力的作用下，质量越大，加速度a越小。这可能是“a与m成反比”，但也可能是“a与m2成反比”，甚至是更复杂的关系。我们从最简单的情况人手，检验是否“a与m成反比”。在数据处理上要用到下面的技巧。（a与m成反比实际上就是“a与1／m成正比”，如果以a为纵坐标、1／m为横坐标建立坐标系，根据a-1

6、／m图象是不是过原点的直线，就能判断加速度是不是与质量m成反比。）例1、某同学在做“当外力一定时，加速度和质量的关系”的实验时，得到下表中的实验数据：（1）请分别使用a-m及a-1/m图象来处理这些数据，并说明使用a-m图象来处理数据的优点。（2）根据作出的图象，可以得到的结论是小车的加速度与它的质量的关系。结论：实验规律的建立过程：在这个实验中，我们根据日常经验和观察到的事实，首先猜想物体的加速度与它所受的力及它的质量有最简单的关系，即加速度与力成正比、与质量成反比a∝F、a∝l／m。如果这个猜想是正确的，那么，根据实验数据以a为纵坐标、F为横坐标和以a为纵坐标、1／m为横

7、坐标作出的图象，都应该是过原点的直线，但是由于各种原因（实验条件限制或实验原理不完善，或实验误差的存在等等）描出的点有些离散，并不是严格地位于某条直线上，用来拟合这些点的直线也并非准确地通过原点。如果经过多次实验，图象中的点都十分靠近某条直线，而这些直线又都十分接近原点，那么，实际的规律很可能就是这样的。只有根据这些结论推导出的很多新结果都与事实一致时，它才能成为“定律”，也就是说一个定律的发现不可能是几次实验就能得出的。42008-2009学年度高一物理必修1活动单反馈练习：1、关于力和运动的关系,下