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1、馬陵中學2010—2011高一物理組導學案 第四章：牛頓運動定律
第2節(jié)、《實驗：探究加速度與力、質量的關系》導學案
編寫人：高 健 審核人：王江浩 編寫時間：2010-12-8
【學習目標】
1.認識影響加速度的因素—力和質量.
2.通過實驗測量加速度、力、質量，分別作出加速度與力、加速度與質量的關系圖象.
3.能根據(jù)圖象得出加速度與力、質量的關系.
4.體會“控制變量法”對研究問題的意義.
【重點難點】
1.體驗實驗探究過程：明確實驗目的、分析實驗思路、制定實驗方案、得出實驗結論.
2.初步認識數(shù)據(jù)處理時變換坐標軸的技巧.
3.
2、初步了解將“不易測量的物理量轉化為可測物理量”的實驗方法.
4.會對實驗誤差作初步分析.
【任務一：知識準備】
1.探究加速度與力、質量的關系
（1）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，還與物體____________有關.
（2）物體的質量一定時，受力越大，其加速度就____________；物體的受力一定時，質量越小，加速度就____________.
（3）探究加速度與力的定量關系時，應保持物體____________不變，測量物體在____________的加速度；探究加速度與質量的關系時，應保持物體___
3、_______不變，測量不同質量的物體在____________下的加速度.
2.制定實驗方案時的兩個問題
（1）測量物體的加速度可以用刻度尺測量____________，并用秒表測量____________，由公式____________算出.也可以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.
（2）在這個實驗中也可以不測加速度的具體數(shù)值，這是因為我們探究的是____________關系.
3.怎樣由實驗結果得出結論
在本探究實驗中，我們猜想物體的加速度與它所受的力成________，與質量成____________，然后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出__
4、__________圖象和____________圖象，都應是過原點的直線.
【任務二：問題探究】
1、在研究加速度與質量的關系時，為什么要描繪a－圖象，而不是a－m圖象？
2.控制變量法 ：
什么叫控制變量法？本實驗中如何應用控制變量法？
【任務三：實驗方案】
參考案例一：
1、 本案例需運用“位移之比表示小車加速度之比”即：，此式成立的條件是：
小車l
小車2
次數(shù)
拉車
5、砝碼(g)
位移x1／cm
拉車砝碼(s)
位移x2／cm
1
2
3
2、某同學控制兩小車質量相同，改變砝碼（拉力大?。﹤€數(shù)，設計記錄數(shù)據(jù)表如下：
3、若兩小車線上系的砝碼（拉力大?。﹤€數(shù)相同，小車質量不同，請你設計一記錄實驗數(shù)據(jù)的表格：
參考案例二：
1、本案例要求砝碼和盤的總質量遠小于小車質量，
為什么？
2.本實驗的一個重要步驟是平衡摩擦力，為什么？
3.實驗中需注意的事項
（1）平衡摩擦力時不要掛重物，整個實驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變托盤和砝
6、碼的質量，還是改變小車及砝碼的質量，都不需要重新平衡摩擦力.
（2）平衡摩擦力后，每次實驗必須在滿足小車和所加砝碼的總質量遠大于砝碼和托盤的總質量的條件下進行.只有如此，砝碼和托盤的總重力才可視為與小車受到的拉力相等.
（3）小車應靠近打點計時器且先接通電源再釋放小車.
（4）作圖象時，要使盡可能多的點分布在所作直線上，不在直線上的點應盡可能均勻地分布在所作直線兩側.離直線較遠點是錯誤數(shù)據(jù)，可舍去不予考慮.
【任務四：當堂檢測】
應用點一：數(shù)據(jù)處理
例1：若測得某一物體m一定時，a與F的關系的有關數(shù)據(jù)資料如下表.
a/（m·s－2）
1.98
4.06
5.95
8.1
7、2
F/N
1.00
2.00
3.00
4.00
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，畫出a－F圖象.
（2）從圖象可以判定：當m一定時，a與F的關系為_________.
例2：若測得某一物體受力F一定時，a與M的關系數(shù)據(jù)如下表所示：
a/（m·s－2）
2.04
2.66
3.23
3.98
M/kg
2.00
1.50
1.25
1.00
（1）根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)，畫出a－圖象.
（2）由a－關系可知，當F一定時，a與M成__________關系.
應用點二：實驗誤差分析
例3：用圖4－2－5（a）所示的裝置是研究質量一定時，加速度與作用力的關系.研
8、究的對象是放在長木板上的小車，小車的質量為M，長木板是水平放置的.小車前端拴著細輕繩，跨過定滑輪，下面吊著砂桶.實驗中認為細繩對小車的作用力F等于砂和桶的總重力mg.用改變砂的質量的辦法來改變小車的作用力F，用打點計時器測出小車的加速度a，得出若干組F和a的數(shù)據(jù).然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出a－F圖線.
圖4－2－5
一學生作出圖4－2－6（b）所示的圖線，發(fā)現(xiàn)橫軸上的截距OA較大，明顯地超出了偶然誤差的范圍，這是由于在實驗中沒有進行下面的步驟，即__________________________.
【任務五：課堂練習】
1、某學生在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，測得小車
9、的加速度a與拉力F的資料如下表所示.
F/N
0.20
0.30
0.40
0.50
a/（m·s－2）
0.10
0.21
0.29
0.40
（1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖4－2－6坐標系中作a－F圖線.
圖4－2－6 圖4－2－7
（2）圖線在F軸上截距的物理意義是_________________________________________.
2、在上題中，如果此學生根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出的a－F圖線如圖4－2－7所示，則實驗中出現(xiàn)誤差的原因是____________.
【任務六：課后練習】
1.觀察
10、物體的運動，我們發(fā)現(xiàn)加速度、物體受力和物體質量三者的關系可能是（ ）
A.物體質量一定時，受力越大，其加速度越大
B.物體質量一定時，受力越大，其加速度越小
C.物體受力一定時，它的質量越大，其加速度越大
D.物體受力一定時，它的質量越大，其加速度越小
2.在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，下列說法中正確的是（ ）
A.為了減小實驗誤差，懸掛物的質量應遠小于車和砝碼的質量
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.實驗結果采用描點法畫圖象，是為了減小誤差
D.實驗結果采用a－坐標作圖，是為了便于根據(jù)圖象直觀地作出判斷
11、3.在利用打點計時器“探究加速度與力、質量關系”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.如果a－圖象是通過原點的一條直線，則說明（ ）
A.物體的加速度a與質量m成正比 B.物體的加速度a與質量m成反比
C.物體的質量m與加速度a成正比 D.物體的質量m與加速度a成反比
6.如圖4－2－8是某些同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖象，下列說法中正確的是（ ）
12、
圖4－2－8
A.形成圖（甲）的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大
B.形成圖（乙）的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小
C.形成圖（丙）的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大
D.形成圖（?。┑脑蚴瞧胶饽Σ亮r長木板傾角過小
7.已知物體的加速度a與物體的受力F及物體的質量m滿足關系式a∝F，a∝.在光滑的水平面上有一質量為m的物體受到水平力F作用，在t時間內由靜止開始移動了s距離，今要使距離變?yōu)?s，可采用以下哪些方法（ ）
A.將水平恒力增為4F B.將物體的質量減為原來的
C.將作用時間增為4t D.將作用時間增為2t
0402《實驗：探
13、究加速度與力、質量的關系》導學案答案
【知識鏈接】
1.加速度 質量 受力的大小 越大 越大 質量 不同力的作用下 受力 該力作用
2.位移 時間 a= 紙帶上打出的點 加速度與其他量之間的比例
3.正比 反比 a－F a－
【典型例題】
【課堂練習】
1、（1）如圖所示
（2）未完全平衡摩擦力
2、平衡摩擦力時，長木板傾角過大
3、教材第76頁問題
提示：如果假設加速度與質量的二次方成反比，我們最好作a－圖象.
【課后練習】
1.AD 2.ABCD 3.BC 5、B 6.AD 7.ABD
8.①電源應用低壓交流電源
②滑輪的位置應使拉線水平
③小車應靠近打點計時器
④木板應墊高右端平衡摩擦力.
9.（1）作出的兩個圖線如圖所示
（2）a－m的圖線是曲線，難以找出規(guī)律，a－的圖線是直線，容易找出規(guī)律.
10.（1）a=.
（2）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時，木板與水平面夾角過小
（3）兩小車及車上的砝碼質量不同，且m乙
681-第2節(jié)、《實驗：探究加速度與力、質量的關系》導學案
