2019-2020学年物理高中人教版必修1学案:4.2实验:探究加速度与力和质量的关系 Word版含解析.pdf
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1、第四章 牛顿运动定律第四章 牛顿运动定律 2 实验 实验:探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系 学习目标 1.了解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. 自主探究 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,还与物体的 有关. 2.物体的质量一定时,受力越大,其加速度越 ;物体的受力一定时,质量越小,加速度 越 . 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 下的加速度;探 究加速度与质量
2、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. 4.根据实验数据作出 图象和 图象,都应是过原点的直线.因此,物体的加速度 与力成 ,与质量成 . 合作探究 一、实验前准备 问题:(1)请同学们猜一猜加速度与力、质量有什么关系,列举出实例. (2)研究一个物理量同时与两个物理量有什么关系,应当采用什么方法? (3)保持质量一定,怎样研究加速度与受力的关系,或保持受力一定,怎样研究加速度与质量的关 系? (4)绳拉小车的力是小车受的合力吗? 1.力是物体产生 的原因,有力作用在物体上,就有 产生,且力越大,产生的 也越大. 2.物体具有惯性,物体的 决定了运动状态的改变难易,即
3、物体的加速度的大小与物体的 有关. 3.如果物体做匀加速直线运动,可以通过打点计时器打出的纸带,计算得到 . 4.通过绳子和定滑轮把 转化为物体受到的恒力. 二、实验过程 1.实验原理:(1)控制变量法;(2)通过打点计时器打出纸带测 . 2.实验器材:打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端带有定滑轮的长木板、砝码盘、夹子、 细绳、低压交流电源、导线、砝码、 、 . 3.实验步骤:(1)用 测出小车和盛有砝码的砝码盘的质量 M 和 m. (2)安装实验器材如图所示. (3)在长木板 的一端下面垫上一块薄木块,通过调节能让小车带着纸带做 运 动. (4)砝码盘绕过滑轮系于小车上,先 再 ,取下纸带
4、编写号码. (5)保持小车的质量 M 不变,通过增减砝码改变砝码盘和砝码的质量 m,重复步骤(4). (6)保持砝码和砝码盘的质量 m 不变,通过砝码改变小车的质量 M,重复步骤(4). (7)按顺序研究纸带上记录的信息,计算出对应的小车的加速度大小,并记录数据. 4.数据处理:(1)以加速度 a 为纵坐标,以 F 为横坐标,根据测量的数据描点,然后作出图象,看图象 是否是通过原点的直线,就能判断 a 与 F 是否成 . (2)以 a 为纵坐标、 m 为横坐标,根据各组数据在坐标系中描点,将会得到一条曲线.由图线只能看 出 m 增大时 a 减小,但 a 与 m 具体是什么关系,不能得出.若以
5、a 为纵坐标, 为横坐标,将 会得到一条过原点的倾斜直线,据此可判断 a 与 m 成 . 5.注意事项:(1)一定要做好 的工作,也就是调出一个合适的斜面,使小车的重力沿着斜 面方向的分力正好平衡小车受到的 .在平衡摩擦力时,不要把悬挂砝码盘的细线系在 小车上,即不要给小车加任何牵引力,并要让小车拖着纸带运动. (2)每条纸带必须在满足小车的质量 砝码盘和砝码的总质量的条件下打出.只有如此,砝 码盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力. (3)改变拉力和小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近 ,并应先 ,再 . 6.实验结论:根据实验数据画出的图象可以看出,加速度与力成 、与质量成 . 课堂检测
6、 1.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,当作用力一定,探究加速度与质量的关系时,以下 做法正确的是( ) A.平衡摩擦力时,应将穿过打点计时器的纸带固定在小车上 B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力 C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源 D.实验数据处理时应作 a m 图象寻找加速度与质量的关系 2.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,下面的说法中正确的是( ) A.平衡摩擦力时,托盘应用细线通过定滑轮系在小车上,但托盘内不能装砝码 B.实验中应始终保持小车和砝码的质量远大于托盘和砝码的质量 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砝码的总质量,
7、描出相应的点在一条 直线上,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到阻力 3.“探究物体的加速度与力、质量的关系”的实验也可以不测加速度的具体数值,通过测出两个 初速度为零的匀加速运动在相同时间内发生的位移 x1、 x2来测量不同情况下物体加速度的比值, 此比值 = . 1 2 如果 a图象是通过坐标原点的一条直线,则说明 . 1 A.加速度 a 与质量 m 成正比 B.加速度 a 与质量 m 成反比 C.质量 m 与加速度 a 成反比 D.质量 m 与加速度 a 成正比 4.某同学做“探究加速度与力、质量的关系”的实验,使用的器材有:带
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