高中物理人教版必修一 第四章 牛顿运动定律：第2节 实验：探究加速度与力、质量的关系课时学案 8页

第2节实验：探究加速度与力、质量的关系1.学会用控制变量法探究物理规律。2.学会由实验结果得出结论。3.探究加速度与力、质量的关系。1.实验的基本思路：探究加速度与力的定量关系时，应保持物体不变，测量物体在下的加速度；探究加速度与质量的定量关系时，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：（1）需要测量的物理量有：、、。（2）测量加速度的方法：①【公式法】初速度为0的匀加速直线运动，测出时间和位移，利用公式，计算出加速度；②【打点计时器法】利用打出的纸带，利用公式，计算出加速度；③【比较法】两个初速度为0的匀加速直线运动，在相等的时间内位移与加速度的关系为，这样测出位移就可以知道加速度的比值了。（3）实验中用钩码的重力代替物体所受的合力（即产生加速度的力），要使物体所受的合力近似等于钩码的拉力，必须做到：①钩码的质量比小车的质量很多。②让未安定滑轮的木板那一端垫高，使重力沿斜面方向的分力小车运动时受到的阻力。3.实验结论的得出：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。 1.关于“探究加速度与力、质量的关系”的实验操作，下列说法中符合实际的是（）A.通过同时改变小车的质量及受到的拉力的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B.保持小车质量不变，只改变小车拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系[来源:学科网ZXXK]C.保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系\nD.先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系，再保持小车受力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系2.为了更直观地反映物体的加速度与物体质量的关系，往往用二者的关系图象表示出来，该关系图象应选用（）A.图象B.图象C.图象D.图象3.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、纸带所受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.实验结果采用坐标作图，是为了便于根据图象直观地作出判断4.在利用打点计时器完成“探究加速度与力、质量的关系”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 一、实验要探究的内容和基本思路1.本节课探究物体运动的加速度大小跟哪些因素有关，请同学们先猜一猜加速度大小跟哪些因素有关？猜想结论：物体运动的加速度大小与物体的质量和力有关，且质量大加速度；力大加速度。2.探究物体运动的加速度大小与物体的质量和力有什么关系时，应当采用什么方法？结论：探究一个物理量同时与两个物理量的关系时，用法。探究加速度与力的定量关系时，应保持物体不变，测量物体在下的加速度；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。\n二、加速度与力的关系1.探究方法：保持物体的不变，测量物体在不同的作用下的加速度，分析与的关系。2.实验数据分析：设计一个表格，把同一物体在不同力作用下的加速度填在表中。参考表格：序号物理量123456/N/（m·）[来源:学科网]图4-2-13.猜测与的关系：。4.数据处理：建立如图4-2-1所示的坐标系，进行描点，连线。在-图象中如果这些点在一条过原点的直线上，说明。三、加速度与质量的关系1.探究方法：保持物体所受的不变，测量不同的物体在这个力作用下的加速度，分析与的关系。2.实验数据分析：设计一个表格，把不同物体在同一力的作用下的加速度填在表中。参考表格：序号物理量1[来源:Zxxk.Com]23456/(m·)/kg3.猜测与的关系：。[来源:学§科§网Z§X§X§K]\n图4-2-24.数据处理：为了更直观地分析判断加速度与质量的关系，如何处理实验数据？建立坐标系如图4-2-2：、。在图象中如果这些点在一条过原点的直线上，说明。四、制定实验方案时的两个问题1.测量（或比较）物体的速度的方法（1）【公式法】测出两时刻速度、和时间间隔t，利用公式，计算出加速度；初速度为0的匀加速直线运动，测出时间和位移，利用公式，计算出加速度。（2）【打点计时器法或逐差法】利用打出的纸带，根据公式，计算出加速度。（3）【比较法】两个初速度为0的匀加速直线运动，在相等的时间内位移与加速度的关系为，这样测出位移就可以知道加速度的比值了。2.怎样提供和测量物体所受的恒力？图4-2-3如图4-2-3所示，钩码的重力为小车做匀加速直线运动提供拉力，测量钩码的重力就可测得小车所受的合力。注意：（1）为平衡小车所受的摩擦力，需将未安定滑轮的木板那一端垫高；（2）在钩码质量远小于小车质量的条件下，钩码的重力大小才近似等于小车所受的合力。例某同学在实验中保持拉力不变，得到了小车加速度随质量变化的一组数据，如下表所示：实验序号加速度/(m·)小车与砝码总质量/kg小车与砝码总质量的倒数10.290.205.020.250.254.030.220.303.340.180.352.9\n50.160.402.5请你在图4-2-4所示的方格中建立合适的坐标系并画出能直观反映出加速度与质量关系的图线。图4-2-4[来源:学科网]图4-2-51.在采用如图4-2-5所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系时，按实验要求安装好器材后，应按一定的步骤进行实验，下列给出供选择的操作步骤：A.保持小盘和重物的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次B.保持小车质量不变，改变小盘中重物的质量，测出加速度，重复几次C.用天平测出小车、小盘和重物的质量D.在长木板没有定滑轮的一端垫上厚度合适的垫木，平衡摩擦力E.根据测出的数据，分别画出加速度和力的关系图线及加速度和质量的倒数关系图线F.用停表测出小车运动的时间G.将放有重物的小盘用细线通过定滑轮系到小车上，接通电源，释放小车，在纸带上打出一系列的点以上步骤中，不必要的步骤是，正确步骤的合理顺序是。（填写代号字母）2.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关于平衡摩擦力的说法中正确的是（）A.“平衡摩擦力”的本质就是想法让小车受到的摩擦力为0B.“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力的下滑分力与所受到的摩擦阻力相平衡\nC.“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂重物通过细绳对小车施加的拉力D.“平衡摩擦力”是否成功，可由小车拖动而由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀而确定3.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，我们利用了“控制变量法”。当保持外力不变的情况下，由实验得出图象是通过原点的一条直线，这说明（）A.物体的加速度大小与物体的质量成正比B.物体的加速度大小与物体的质量成反比C.物体的质量与物体的加速度大小成正比D.物体的质量与物体的加速度大小成反比图4-2-64.如图4-2-6所示，在探究加速度和力、质量关系的实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为、，车中所放砝码的质量分别为、，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为、，则在实验误差允许的范围内，有（）A.当＝、＝时，＝B.当＝、＝时，＝C.当＝、＝时，＝D.当＝、＝时，＝5.在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，计算出各纸带的加速度后，将测得的反映加速度和力关系的有关资料记录在表1中。将测得的反映加速度和质量关系的有关资料记录在表2中。表1/（m·）1.984.065.958.05/N1.002.003.004.00表2\n/（m·）2.042.663.233.981/M0.500.670.801.00（1）根据表中所列数据，分别画出图象和图象。（2）从图象可以判定：当一定时，与的关系为；当一定时，与的关系为。（3）由图象可知，=。（4）由图象可知，=。 1.利用砂桶拉小车，探究与、的关系时，如何解决摩擦力问题？2.在探究加速度与力、质量关系的实验中，测量（或比较）加速度是关键。那么，如何测量（或比较）加速度呢？根据你已有的知识提出测量加速度的一些设想。\n