第二节探究加速度与力和质量的关系.doc

学习目标】1. 理解探究加速度与力、质量的关系的合理性和必耍性C2. 理解实验思路的合理性，以及用图象处理实验数据的有效性3. 经历实验的操作和测量过程，以及通过图象处理实验数据的过程，体验如何平衡 摩擦阻力、减小系统误差(钩码所受的重力不等于小车所受的拉力等)的操作办 法4. 体会整个探究过程的科学严谨和合理性学法指导】1. 本节课是一节实验探究课，是牛顿第二定律学习的准备课在本节课的学习中， 要注意掌握控制变量法这种实验探究方法学习中应重点掌握(1)实验原理及 控制变量法的理解2. 独立完成预学案的问题，限时20分钟预学案】一•知识梳理1. 知识准备1、力是物休对物体的相互作用，力的作用效果有哪些？2、物体运动状态改变的快慢用什么物理量来描述，物体运动状态的改变与什么因索有关？2. 实验目的1、 学会用打点计时器测杲加速度2、 用实验的方法探究加速度与力和质嚴的疋竄关系3、 实验原理1、 采用控制变量法：当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，设法控制臬些参量不变，血研究其中两个参量之间的变化关系的方法，是物理实验中经帘采用的一种方法 本实验中涉及到哪三个物理量： F m a 本实验的实验思路是:1） 先控制 小车质量m 不变，改变 祛码质量,讨论 与 F 的关系:2） 再控制 祛码不变.改变小车质吊；m ,讨论 a 与 m 的关系:2、 要测昴的物理竄：小车与其上祛码的总质量M——用天平 测岀:小车所受的拉力F—用天平测出沙和沙桶的总质量m, 111 F=mg算出。

小车加速度a—通过打点计时器打出的纸带计算得出四、实验器材纸带及碳粉纸盘、打点计时器、小车、有定滑轮的长木板、刻度尺、细细」低用交流 电源、导线、开关、天平（带一套祛码）、小盘、祛码二.预习自测1. 所谓“运动状态的改变”的正确理解是（C ）C. 要改变物体的运动状态，必须有力的作用D. 物体运动状态的改变与物体的初始状态有关2. 下面哪些因素影响物体的加速度？（ AD ）A. 物体的质量 B.运动物休的速度C.运动物体受到的推力 D.物休受到的合力三.我的困惑【探究案】探究任务一：加速度与物体所受合力的关系？探究1本实验中应该控制哪个物理量不变，改变什么物理量？探究2设计一•个实验保持物体的质量不变，测量物体在不同外力作用下的加速度，分析 加速度与力的关系讨论并设计一个实验方案，并说明实验原理探究任务二：加速度与质最的关系？探究1:本实验中应该控制哪个物理最不变，改变什么物理量？探究2设计一•个实验保持物体的质最不变，测量物体在不同外力作用下的加速度，分析 加速度与力的关系讨论并设计一个实验方案，并说明实验原理探究任务三：质疑探究探究1如果未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足会出现什么问题?探究2图422不是正好说明"与m成反比吗？为什么要做a—1/m图像针对练习甲、乙两位同学做“探究加速度与外力和质量的定量关系”的实验时：甲同学 根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图象为图4-2-6中的直线I ,乙 同学画出的图象为图中的直线II,直线I、II在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误 差范围，下面给出了关于出现这种情况的原因的四种解释，其中可能止确的是（BC ）4-2-6A. 实验前甲同学没有平衡摩擦力B. 甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了C. 实验前乙同学没有平衡摩擦力D. 乙同学在平衡摩擦力吋，把长木板的末端抬得过高了【当堂检测】1. 在"探究加速度与力、质量的关系”实验中，下列说法中正确的是 （D）A. 平衡摩擦力时，小桶应用细线通过定滑轮系在小车上，但托盘内不能装祛码B. 实验中无需始终保持小车和祛码的总质量远远大于托盘和祛码的质量C. 实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内祛码的总质量，描出相应的 点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比D. 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阻力2. 用打点计时器测量加速度,探究加速度与力、质量的关系时,需要平衡摩擦力.平衡摩擦时，应该让小车 （B ）A. 挂上托盘，拖上纸带，开动打点计时器B. 不挂托盘，拖上纸带，开动打点计时器C. 挂上托盘，不拖纸带D. 不挂托盘，不拖纸带3. 某同学在探究物体的加速度a与物体的受力F及物体的质量m之间的关系时，分别 保持物体的质量和物体的受力不变，测出下而的两纽•数据.请在方格纸上选収合适的坐 标和刻度作出a—F图彖和a—~图彖.质量-定F/N0.140.280.430.550.71(i/(m*s-2)0.200.400.590.820.98外力一定w/kg0.500.400.300.250.200.440.560.730.891.084. 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 的加速度a和力F的有关数据记录在衣一中.将测得的反映加速度a和质量m的数据列 在表二中.表/(m-s_2)1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00表二a/(m-s"2)2.042.663.233.98协gT0.500.670.801.00分别画出a - F图彖和a —十的图(1)根据表中所列数据象.(2)从图象可以判定：当m—•定时，a与F的关系为止比关系；当F—•定时，a与m的关系为反比关系.5. 在探究加速度和力的关系的实验中，实验装置如下图甲所示.(1)为验证 小车质杲m不变吋，a与F成止比，小车质量M和钩码的质虽m分别选取下列几纽值，应该用哪组效果会更好 BA. M = 500g, m 分别为 50g、70g、100g、125gB. M = 500g, m 分别为 20g、30g> 40g> 50gC. M = 200g, m 分别为 50g、70g> 100g、125gD. M=200g, m 分别为 30g、40g、50g、60g⑵有两位同学通过测量作岀a—F图象，如图中的乙、内-图象.试分析:%1 乙图线不通过坐标原点的原因是①没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够.%1 乙图线上部弯曲的原因是②未满足钩码质量加远小于小车的质量M.%1 内图线在纵轴上有截距的原因是③平衡摩擦力时，长木板倾角过大，小车沿斜面向下分力大于摩擦力，使尚未对小车施加力时，小车已有加速度做“探究加速度和力的关系”的实验中，在平衡摩擦力时，把长木板的一•端垫得过高,使得偏角过大，所得的a-F关系对用图中哪条图线农示BD6. 惯性在日術生活中广泛应用，惯性的大小（或者质最的大小）决定了物休的运动状态改 变的难易程度.受此启发，“探究加速度与外力、质量的关系”的实验，止是基于日曲生 活实际的观察与感悟才得以“猜想”〜“假定”-> “实验”〜“验证”，从而得到牛顿第 二定律的.如下图所示，运输工人推车运货.若用同样大小的推力分别去推空车和载货的车吋，英 速度变化的快慢则不同.空车的速度变化快而载货车的速度变化慢，山此可猜想到： ，若用大小不同的推力推动同一•载货车，则推力越大，其速度变化越快；推力 越小，其速度变化越慢.曲此可猜想到： •加速度是指速度变化的快慢，保持外力不变时，空车的速度变化比载货车的速度变化快, 说明受同样大小的推力.空车的加速度较大，由此可猜想：当外力相同时，质量越大, 加速度越小；对同一辆货车，如改变外力的大小，则推力越大，速度变化越快，由此可 猜想：当质量相同时外力越大，加速度越大.【我的收获】【难点精讲】1. 探究加速度与力的关系：小车质量为200g,两车上均可加100g左右的祛码。

保持其 中一个小车所挂钩码不变（如20g）,另一小车所挂钩码质量逐渐加大，但不要过大2. 探究加速度与质量的关系：一车质量固定为300g,令一车质量可0 200g起，逐渐增 加祛码至700〜800go牵引小车的钩码以30〜40g为宜小车质量过大，会造成夹子 夹不住车后的拖线，产生较大的位移误差3. 车后所系线要用适当粗些的棉线还可上擦一些松香以增加绳与夹子之间的摩擦 力4. 选择口宽、弹•力大的夹子同时为避免夹子开、闭时在桌面上发生移动，最好把夹子 固定住操作夹子时应迅捷有力，且耍注意保证小车停止的位置不能与定滑轮相碰F Y5. 描绘a—f图像时，横轴用两车拉力之比厶，纵轴用对应的两车位移Z比玉表示英加速度之比幺；描绘a—丄图像时，横轴用两车质量之比些，纵轴用对应的两车 a】 m m2位移之比红衣示其加速度之比乞0X, G。