681-第2节、《实验：探究加速度与力、质量的关系》导学案

马陵中学2010—2011高一物理组导学案第四章：牛顿运动定律1第2节、《实验：探究加速度与力、质量的关系》导学案编写人：高健审核人：王江浩编写时间：2010-12-8【学习目标】1.认识影响加速度的因素—力和质量.2.通过实验测量加速度、力、质量，分别作出加速度与力、加速度与质量的关系图象.3.能根据图象得出加速度与力、质量的关系.4.体会“控制变量法”对研究问题的意义.【重点难点】1.体验实验探究过程：明确实验目的、分析实验思路、制定实验方案、得出实验结论.2.初步认识数据处理时变换坐标轴的技巧.3.初步了解将“不易测量的物理量转化为可测物理量”的实验方法.4.会对实验误差作初步分析.【任务一：知识准备】1.探究加速度与力、质量的关系（1）物体运动状态变化的快慢，也就是物体____________的大小，与物体的____________有关，还与物体____________有关.（2）物体的质量一定时，受力越大，其加速度就____________；物体的受力一定时，质量越小，加速度就____________.（3）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____________的加速度；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.2.制定实验方案时的两个问题（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____________关系.3.怎样由实验结果得出结论在本探究实验中，我们猜想物体的加速度与它所受的力成________，与质量成____________，然后根据实验数据作出____________图象和____________图象，都应是过原点的直线.【任务二：问题探究】1、在研究加速度与质量的关系时，为什么要描绘a－m1图象，而不是a－m图象？2.控制变量法：什么叫控制变量法？本实验中如何应用控制变量法？马陵中学2010—2011高一物理组导学案第四章：牛顿运动定律2【任务三：实验方案】参考案例一：1、本案例需运用“位移之比表示小车加速度之比”即：2121aaxx，此式成立的条件是：2、某同学控制两小车质量相同，改变砝码（拉力大小）个数，设计记录数据表如下：3、若两小车线上系的砝码（拉力大小）个数相同，小车质量不同，请你设计一记录实验数据的表格：参考案例二：1、本案例要求砝码和盘的总质量远小于小车质量，为什么？2.本实验的一个重要步骤是平衡摩擦力，为什么？3.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小车和所加砝码的总质量远大于砝码和托盘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.（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.【任务四：当堂检测】应用点一：数据处理例1：若测得某一物体m一定时，a与F的关系的有关数据资料如下表.a/（m·s－2）1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00（1）根据表中数据，画出a－F图象.（2）从图象可以判定：当m一定时，a与F的关系为_________.小车l小车2次数拉车砝码(g)位移x1／cm拉车砝码(s)位移x2／cm123马陵中学2010—2011高一物理组导学案第四章：牛顿运动定律3例2：若测得某一物体受力F一定时，a与M的关系数据如下表所示：a/（m·s－2）2.042.663.233.98M/kg2.001.501.251.00（1）根据表中所列数据，画出a－m1图象.（2）由a－m1关系可知，当F一定时，a与M成__________关系.应用点二：实验误差分析例3：用图4－2－5（a）所示的装置是研究质量一定时，加速度与作用力的关系.研究的对象是放在长木板上的小车，小车的质量为M，长木板是水平放置的.小车前端拴着细轻绳，跨过定滑轮，下面吊着砂桶.实验中认为细绳对小车的作用力F等于砂和桶的总重力mg.用改变砂的质量的办法来改变小车的作用力F，用打点计时器测出小车的加速度a，得出若干组F和a的数据.然后根据测得的数据作出a－F图线.图4－2－5一学生作出图4－2－6（b）所示的图线，发现横轴上的截距OA较大，明显地超出了偶然误差的范围，这是由于在实验中没有进行下面的步骤，即__________________________.【任务五：课堂练习】1、某学生在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，测得小车的加速度a与拉力F的资料如下表所示.F/N0.200.300.400.50a/（m·s－2）0.100.210.290.40（1）根据表中的数据在图4－2－6坐标系中作a－F图线.图4－2－6图4－2－7马陵中学2010—2011高一物理组导学案第四章：牛顿运动定律4（2）图线在F轴上截距的物理意义是_________________________________________.2、在上题中，如果此学生根据测得的数据作出的a－F图线如图4－2－7所示，则实验中出现误差的原因是____________.【任务六：课后练习】1.观察物体的运动，我们发现加速度、物体受力和物体质量三者的关系可能是（）A.物体质量一定时，受力越大，其加速度越大B.物体质量一定时，受力越大，其加速度越小C.物体受力一定时，它的质量越大，其加速度越大D.物体受力一定时，它的质量越大，其加速度越小2.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法中正确的是（）A.为了减小实验误差，悬挂物的质量应远小于车和砝码的质量B.为减小小车、纸带受到摩擦力对实验的影响，需要把小车运动平面起始端抬高C.实验结果采用描点法画图象，是为了减小误差D.实验结果采用a－m1坐标作图，是为了便于根据图象直观地作出判断3.在利用打点计时器“探究加速度与力、质量关系”的实验中，以下做法正确的是（）A.平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上B.平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力C.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力D.实验时，先放开小车，后接通电源4.如果a－m1图象是通过原点的一条直线，则说明（）A.物体的加速度a与质量m成正比B.物体的加速度a与质量m成反比C.物体的质量m与加速度a成正比D.物体的质量m与加速度a成反比6.如图4－2－8是某些同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是（）图4－2－8A.形成图（甲）的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大B.形成图（乙）的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小C.形成图（丙）的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大D.形成图（丁）的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小7.已知物体的加速度a与物体的受力F及物体的质量m满足关系式a∝F，a∝m1.在光滑的水平面上有一质量为m的物体受到水平力F作用，在t时间内由静止开始移动了s距离，今要使距离变为4s，可采用以下哪些方法（）A.将水平恒力增为4FB.将物体的质量减为原来的41C.将作用时间增为4tD.将作用时间增为2t马陵中学2010—2011高一物理组导学案第四章：牛顿运动定律50402《实验：探究加速度与力、质量的关系》导学案答案【知识链接】1.加速度质量受力的大小越大越大质量不同力的作用下受力该力作用2.位移时间a=22tx纸带上打出的点加速度与其他量之间的比例3.正比反比a－Fa－m1【典型例题】【课堂练习】1、（1）如图所示（2）未完全平衡摩擦力2、平衡摩擦力时，长木板倾角过大3、教材第76页问题提示：如果假设加速度与质量的二次方成反比，我们最好作a－m1图象.【课后练习】1.AD2.ABCD3.BC5、B6.AD7.ABD8.①电源应用低压交流电源②滑轮的位置应使拉线水平③小车应靠近打点计时器④木板应垫高右端平衡摩擦力.9.（1）作出的两个图线如图所示（2）a－m的图线是曲线，难以找出规律，a－m1的图线是直线，容易找出规律.马陵中学2010—2011高一物理组导学案第四章：牛顿运动定律610.（1）a=21234569)()(Txxxxxx.（2）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力时，木板与水平面夹角过小（3）两小车及车上的砝码质量不同，且m乙m丙.