实验:探究加速度与力质量的关系(精.选)
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2实验:探究加速度与力、质量的关系教学目标1.经历完整的探究加速度与力和质量的关系。
2.通过实验探究,了解加速度与力、质量的关系。
3.进一步巩固通过实验求加速度的方法。
4.在实验设计与数据分析的过程中,体会探究的乐趣,感悟物理学的统一美。
教学重难点教学重点1.探究加速度与力、质量关系的实验设计、实验步骤、数据处理。
2.加速度与力、质量的关系。
教学难点1.探究加速度与力、质量关系的实验设计、实验步骤、数据处理。
2.加速度与力、质量的关系。
教学准备多媒体课件、长木板、小车、钩码、细绳、纸带、打点计时器、小盘教学过程新课引入教师活动:展示人推车的图片。
教师口述:日常生活中,我们常见到如图所示的情境:若帮忙推车的人越多,推力越大,车的速度改变就越快;相同推力下,若汽车是空车,则比满载时速度改变快。
可见,汽车获得的加速度与其质量和所受外力有关。
通过观察,加速度与力和质量可能存在以下关系:对同一物体,作用力越大,加速度越大;对不同物体,在相同力的作用下,物体质量越小,加速度越大。
真有这样的规律吗?下面,我们通过实验来探究加速度与力、质量之间的关系。
讲授新课一、实验目的教师口述:通过刚才的讨论。
我们已经知道了本次的实验即为探究加速度与力、质量的关系。
二、实验设计(一)整体思路教师设问:可能影响加速度的因素有两个,一是质量,二力外力。
怎样才能判断某一可能因素是否对加速度有影响呢?学生活动:学生之间讨论老师所提问题,然后举手回答。
教师活动:理答。
控制变量法。
在探究质量对加速度的影响时,控制合外力不变,改变研究对象质量的大小,观察加速度的变化。
在探究外力对加速度的影响时,探究研究对象的质量不变,改变外力的大小,观察研究对象加速度的变化。
(二)要测量的物理量教师设问:需要测量哪些物理量?学生活动:学生之间讨论教师所提问题,然后举手回答。
教师活动:理答。
要测量的物理量:加速度、质量、力。
(三)物理量的测量教师活动:设问质量、加速度、力的测量。
探究加速度与⼒质量的关系实验平衡摩擦⼒的原理⼀、引⾔在经典⼒学中,加速度是⼒的作⽤效果的⼀个重要指标,同时,物体的质量也影响着加速度的⼤⼩。
探究加速度与⼒、质量的关系是物理学中的⼀个重要实验。
本⽂将详细介绍探究加速度与⼒、质量的关系实验的原理,特别是平衡摩擦⼒的原理。
⼆、实验原理1.加速度、⼒和质量的关系根据⽜顿第⼆定律,⼀个物体的加速度a与其所受的⼒F成正⽐,与其质量m成反⽐,即:F=ma。
因此,通过测量物体在不同⼒作⽤下的加速度,可以推断出物体的质量。
2.摩擦⼒的影响在实验中,摩擦⼒是影响物体加速度的关键因素之⼀。
因此,需要采取措施平衡摩擦⼒,以确保实验结果的准确性。
三、平衡摩擦⼒的原理和⽅法1.原理平衡摩擦⼒的⽬的是消除摩擦⼒对实验结果的影响。
通过调整斜⾯倾⻆,使斜⾯对物体产⽣的下滑⼒(或⽀持⼒)与物体所受的摩擦⼒相等,即实现摩擦⼒的平衡。
此时,物体所受合⼒仅为重⼒,从⽽保证物体的加速度只受到所施加的⼒的影响。
2.⽅法①调节斜⾯倾⻆:通过调节斜⾯的倾⻆,使物体在斜⾯上保持静⽌或匀速下滑。
此时,物体所受的下滑⼒等于其重⼒沿斜⾯向下的分⼒。
同时,物体所受的⽀持⼒和摩擦⼒构成⼀对平衡⼒。
通过调整斜⾯的倾⻆,使下滑⼒与摩擦⼒达到平衡状态。
②使⽤⽓垫导轨:⽓垫导轨是⼀种利⽤空⽓薄膜来⽀撑物体的装置,可以有效减⼩物体与导轨之间的摩擦⼒。
通过调整⽓垫导轨的倾斜度,使物体在导轨上保持匀速运动状态,此时物体所受合⼒为零,从⽽实现了摩擦⼒的平衡。
四、实验步骤和注意事项1.实验步骤①将斜⾯固定在⼀定⾼度,并通过调节斜⾯的倾⻆来平衡摩擦⼒;②在滑块上安装测量加速度的装置;③在滑块上施加⼀个恒定的⼒,使其从斜⾯顶端滑下;④记录滑块下滑过程中的加速度;⑤改变施加的⼒的⼤⼩,重复步骤③和④;⑥分析实验数据,得出结论。
2.注意事项①在调节斜⾯倾⻆时,应确保滑块始终保持在斜⾯上;②施加的⼒应保持恒定,避免对实验结果造成影响;③在实验过程中,应注意保护测量装置和滑块,避免损坏;④记录数据时,应保证数据的准确性和可靠性。
实验:探究加速度与力、质量的关系[实验目的]通过实验探究物体的加速度与它所受的合力、质量的定量关系[实验原理]1、控制变量法:⑴保持m一定时,改变物体受力F测出加速度a,用图像法研究a与F关系⑵保持F一定时,改变物体质量m测出加速度a,用图像法研究a与m关系2、物理量的测量:(1)小车质量的测量:天平(2)合外力的测量:小车受四个力,重力、支持力、摩擦力、绳子的拉力。
重力和支持力相互抵消,物体的合外力就等于绳子的拉力减去摩擦力。
小车所受的合外力不是钩码的重力。
为使合外力等于钩码的重力,必须:①平衡摩擦力:平衡摩擦力时不要挂小桶,应连着纸带且通过打点记时器的限位孔,..............................将长木板倾斜一定角度,此时物体在斜面上受到的合外力为0。
做实验时肯定无法这么准确,我们只要把木板倾斜到物体在斜面上大致能够匀速下滑(可以根据纸带上的点来判断),这就说明此时物体合外力为0,摩擦力被重力的沿斜面向下的分力(下滑力)给抵消了。
由于小车的重力G、支持力N、摩擦力f相互抵消,那小车实验中受到的合外力就是绳子的拉力了。
点拨: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绳子的拉力不等于沙和小桶的重力:砂和小桶的总质量远小于小车的总质量.......绳子的拉.....................时,可近似认为力等于........推导:实际上m/g=(m+ m/)a,F=ma,得F=m m/g/(m+ m/);理论上F= m/g,只有当m/<...沙和小桶的重力。
<m时,才能认为绳子的拉力不等于沙和小桶的重力。
点拨: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.在画图像时,随着勾码重量的增加或者小车质量的倒数增加时,实际描绘的图线与理论图线不重合,会向下弯折。
以下是一个实验探究加速度与力和质量的关系的简要教案:
实验名称:探究加速度与力和质量的关系
实验目的:
1. 了解力对物体运动状态的影响;
2. 探究加速度与施加的力和物体质量之间的关系。
实验材料:
1. 平滑水平桌面
2. 小推车或滑轮组
3. 牵引绳
4. 弹簧测力计
5. 不同质量的金属块
实验步骤:
1. 在水平桌面上放置小推车或滑轮组。
2. 用牵引绳连接弹簧测力计和小推车,并确保绳子通过滑轮组。
3. 给小推车施加不同大小的拉力,记录每次施加的力值。
4. 将不同质量的金属块放在小推车上,保持拉力不变,记录金属块的质量和推车的加速度。
5. 重复实验多次,以获得可靠的数据。
实验数据处理:
1. 根据实验数据绘制力与加速度的图表,分析它们之间的关系。
2. 计算不同质量下的加速度,比较结果并总结规律。
实验注意事项:
1. 确保实验台面光滑水平,减少外界干扰。
2. 每次实验前都要校准弹簧测力计,确保准确性。
3. 实验时要小心操作,避免受伤。
思考问题:
1. 根据实验结果,你觉得加速度与施加的力和物体质量之间有何关系?
2. 实际生活中还有哪些情况符合你在本实验中得出的结论?
通过这个实验,学生可以直观地感受到力对物体运动状态的影响,理解加速度与力和质量之间的关系。
同时,培养学生的实验设计能力和数据分析能力。
4.2 实验:探究加速度与力、质量的关系 教案【教学目标】 1.理解物体运动状态的变化快慢,即加速度大小与力有关,也与质量有关。
2.通过实验探究加速度与力和质量的定量关系。
3.培养学生动手操作能力。
【重点难点】 1.怎样测量物体的加速度。
2.怎样提供和测量物体所受的力。
【教材解读】【实验目的】 探究加速度与力、质量的关系.【实验原理】 利用砂及砂桶通过细线牵引小车做加速运动的方法,采用控制变量法研究上述两组关系.如图所示,通过适当的调节,使小车所受的阻力忽略,当M 和m 做加速运动时,可以得到a =mg M m+,mg m M M F +=,当M 》m 时,可近似认为小车所受的拉力T 等于mg 。
本实验第一部分保持小车的质量不变,改变m 的大小,测出相应的a ,探究a 与F 的关系;第二部分保持m 不变,改变M 的大小,测出小车运动的加速度a ,探究a 与M 的关系。
【实验器材】 打点计时器,纸带及复写纸,小车,一端附有滑轮的长木板,小桶,细绳,砂,低压交流电源,两根导线,天平,刻度尺,砝码.【实验步骤及器材调整】(1)用天平测出小车和小桶的质量M 和m ,把数值记录下来。
(2)按教材中的装置把实验器材安装好。
(3)平衡摩擦力:在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块薄木板,反复移动其位置,直至不挂砂桶的小车刚好在斜面上保持匀速运动为止。
(4)将砂桶通过细绳系在小车上,接通电源放开小车,使小车运动,用纸带记录小车的运动情况,取下纸带,并在纸带上标上号码。
(5)保持小车的质量不变,改变砂桶中的砂量重复步骤(4),每次记录必须在相应的纸带上做上标记,列表格将记录的数据填写在表内。
(6)建立坐标系,用纵坐标表示加速度,横坐标表示力,在坐标系上描点,画出相应的图线,探究a 与F 的关系。
(7)保持砂及小桶的质量不变,改变小车的质量(在小车上增减砝码),重复上述步骤(5)、(6),探究a 与M 的关系。
【注意事项】(1)在本实验中,必须平衡摩擦力,方法是将长木板的一端垫起,而垫起的位置要恰当.在位置确定以后,不能再更换倾角.(2)改变m和M的大小时,每次小车开始释放时应尽量靠近打点计时器,而且先通电再放小车.(3)每次利用纸带确定a时,应求解其平均加速度.(4)作图时,要使尽量多的点在直线上,不在直线上的点应对称分布在直线的两侧,误差较大的舍去.例(2013·安徽省示范高中高三联考)小明在实验室采用如图所示装置探究“物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系”时,设小车及车中的驻码的总质量为M,砂及砂桶的总质量为m。
打点计时器纸带实验:探究加速度与力、质量的关系【学习目标】1、学会用控制变量法研究物理规律,2、学会怎样由试验结果得出结论,3、探究加速度与力、质量的关系【学习重点】探究加速度与力、质量的关系【学习难点】由实验结果得出结论,【方法指导】自主探究、交流讨论、自主归纳【学习过程】(认真阅读教材p71-74页完成下列问题) 一、实验目的1、 探究加速度与力、质量的关系:当质量一定是,加速度与力成 ;当作用力一定是,加速度与质量成 。
二、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,我们设法控制某些参量使之不变化,而研究其中 的变化的方法。
本试验有F m a 三个参量,研究加速度与力、质量的关系时,我们先控制一个变量。
即当力不变时,加速度与 的关系;当质量不变时,加速度与 的关系。
2、要测量的物理量有:三、实验器材打点计时器,纸带及复写纸片,小车,一端附有定滑轮的长木板,小桶和砂,细绳, 导线,天平, , 砝码。
四、实验步骤 1、 用天平测出小车和小桶的质量M 和M /,把数值记录下来。
2、 按图把实验器材装好,不挂小桶。
3、 平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,让小车能在其上面做匀速运动。
4、 把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶,先接通电源在放开小车,取下纸带并标上号码。
5、 保持质量不变,做上述试验,把力对应的纸带标好。
6、 保持力不变,做上述试验,将质量对应的纸带标好。
7、计算出加速度,作出加速度与力的图像及加速度与质量得到数的图像。
表一:表二:画出图像:实验结论:物体的加速度与物体的 成反比,与物体 成正比。
五、典型例题例题1、再做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,计算出个纸带的加速度后,将加速度与力、质量的有关数值记入表中,如图,2、从图像可以判定:当M 一定时,a 与F 的关系是 ; 当F 一定时,a 与M 的关系是 。
3、由a-F 图像可知M= 。
人教版高一物理必修第一册课堂同步精选练习4.2实验探究加速度与力、质量的关系(解析版)1.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,如图所示是某同学正要释放小车的情形,下列说法正确的是()A.应把长木板水平放置B.应使小车离打点计时器远些C.应将打点计时器接在直流电源上D.应调整滑轮高度使细绳与长木板表面平行【答案】D【解析】实验时需要注意操作事项,为了使绳子的拉力充当小车运动的合力,应调整滑轮高度使细绳与长木板表面平行。
2.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验步骤中,下列做法正确的是()A.同时改变拉力F和小车质量m的大小B.先保持小车质量m不变,研究加速度a与拉力F的关系,再保持F不变,研究a与m的关系,最后导出a与m及F的关系。
C.只改变拉力F的大小,小车质量m的大小始终保持不变D.只改变小车质量m的大小,拉力F的大小始终保持不变【答案】B【解析】实验中变量较多时,采用控制变量法,即先保持一个变量不变,研究另外两个变量之间的关系。
3.某同学采用如图(1)所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系。
用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F;通过分析打点计时器打出的纸带,测量加速度a。
作出图(2)所示a-F图象,根据图象中的点迹,判断造成这种结果的原因可能是()图(1)图(2)A.在平衡摩擦力时将木板右端垫的过低B.没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力时将木板右端垫的过低C.测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大D.砂桶和砂的质量过大,不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件【答案】D【解析】图象不经过原点,拉力为零,加速度不为零,可知平衡摩擦力过度,即木板倾角过大;曲线上部出现弯曲现象,随着F的增大,即砂和砂桶质量的增大,不再满足砂和砂桶的质量远小于小车质量的实验条件,故D正确。
4.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,采用如图所示的实验装置与方案。
本实验的特点是通过黑板擦控制两小车的启动与停止,将测量两车的加速度转换为测量两车的位移。
物理实验报告单年级: 姓名: 实验时间: 实验名称探究加速度与力、质量的关系实验目的1.学会用控制变量法探究物理规律.2.会测量加速度、力和质量,能作出物体运动的a-F、a-1m图像.3.能通过实验数据及图像得出加速度与力、质量的关系.实验原理1.探究加速度与力的关系保持小车质量不变,通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力,测得不同拉力下小车运动的加速度,分析加速度与拉力的定量关系.2.探究加速度与质量的关系保持小车所受的拉力不变,通过在小车上增加重物改变小车的质量,测得不同质量的小车对应的加速度,分析加速度与质量的定量关系.实验器材小车、砝码、槽码、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、天平.实验步骤1.用天平测出小车的质量m,并把数值记录下来.2.按如图所示的装置把实验器材安装好(小车上先不系细线).3.补偿阻力:在长木板不带定滑轮的一端下面垫上垫木,反复移动垫木位置,启动打点计时器,直到轻推小车使小车在木板上运动时可保持匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等),此时小车重力沿木板方向的分力等于打点计时器对小车的阻力和长木板的摩擦阻力及其他阻力之和.4.把细线绕过定滑轮系在小车上,另一端挂上槽码.保持小车质量不变,改变槽码的个数,以改变小车所受的拉力.处理纸带,测出加速度,将结果填入表1中.5.保持槽码个数不变,即保持小车所受的拉力不变,在小车上增减砝码,重复上面的实验,求出相应的加速度,把数据记录在表2中.数据采集1.质量的测量:用天平测量.在小车中增减砝码的数量可改变小车的质量.2.加速度的测量(1)方法1:让小车做初速度为0的匀加速直线运动,用刻度尺测量小车移动的位移x,用秒表测量发生这段位移所用的时间t,然后由a=2xt2计算出加速度a.。
实验探究加速度与力质量的关系[要点导学]1.实验目的:探究加速度与外力、质量三者的关系。
这个探究目的是在以下两个定性研究的基础上建立起来的。
(1)小汽车和载重汽车的速度变化量相同时,小汽车用的时间短,说明加速度的大小与物体的质量有关。
(2)竞赛用的小汽车与普通小轿车质量相仿,但竞赛用的小车能获得巨大的牵引力,所以速度的变化比普通小轿车快,说明加速度的大小与外力有关。
2.实验思路:本实验的基本思路是采用控制变量法。
(1)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,探究加速度与外力的关系。
探究的方法采用根据实验数据绘制图象的方法,也可以彩比较的方法,看不同的外力与由此外力产生的加速度的比值有何关系。
(2)保持物体所受的力相同,测量不同质量的物体在该力作用下的加速度,探究加速度与力的关系。
探究的方法采用根据实验数据绘制图象的方法。
3.实验方案:本实验要测量的物理量有质量、加速度和外力。
测量质量用天平,需要研究的是怎样测量加速度和外力。
(1)测量加速度的方案:采用较多的方案是使用打点计时器,根据连续相等的时间T内的位移之差Δx=a T2求出加速度。
条件许可也可以采用气垫导轨和光电门。
教材的参考案例效果也比较好。
(2)提供并且测量物体所受的外力的方案:由于我们上述测量加速度的方案只能适用于匀变速直线运动,所以我们必须给物体提供一个恒定的外力,并且要测量这个外力。
教材的参考案例提供的外力比较容易测量,采用这种方法是不错的选择。
4.对实验结果的分析是本实验的关键。
如果根据实验数据描出的a-F图象和a-1/m图象都非常接近一条通过原点的直线,也只能说我们的实验结果是“在质量不变的条件下,加速度与外力成正比;在外力不变的条件下,加速度与质量成反比。
”这一结果决不能说找出了定律,一个定律的发现不可能是几次实验就能得出的。
[范例精析]例1 在图4-2-1中,一个乒乓球向运动员飞来,运动员可以用球拍突然改变乒乓球的速度大小和方向。
1.下面是“探究加速度与力、质量的关系”的实验步骤:①用天平测出小车质量M和小盘质量m②安装好打点计时器,在小车上装好纸带③调整长木板的倾斜程度④在小盘中放入适量的砝码m1⑤保持小车质量一定时,探究加速度与力的关系⑥保持小车所受拉力一定时,探究加速度与质量的关系(1)步骤③的目的是________。
(2)步骤④中,要求小盘和砝码总质量(m+m1)________小车质量M。
(3)步骤⑤和⑥,表明该实验采用的科学方法是________。
解析:(1)步骤③是为了平衡掉小车与木板、纸带与打点计时器间的摩擦力。
(2)步骤④中,要求小盘和砝码总质量(m+m1)远小于小车的质量M。
(3)该实验采用的是控制变量法。
答案:(1)平衡摩擦力(2)远小于(3)控制变量法2.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图所示的装置。
(1)本实验应用的实验方法是________。
A.控制变量法B.假设法C.理想实验法D.替代法(2)下列说法中正确的是________。
A.在探究加速度与质量的关系时,应改变拉力的大小B.在探究加速度与力的关系时,应该改变小车的质量C.在探究加速度a与质量M的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出a-1M图象D.当小车的质量远大于小盘和砝码的总质量时,才能近似认为细线对小车的拉力大小等于小盘和砝码的总重力大小解析:(1)实验采用了控制变量法,即先保证物体质量不变,研究加速度与合力的关系,再保证物体受力不变,研究加速度与质量的关系。
(2)探究a与M的关系时,保持F不变,改变M大小;探究a与F的关系时,保持M不变,改变F大小,故A、B错。
a-1M关系图象为过原点的直线,作出这个图象容易证明a与M成反比,C对。
只有小车的质量远大于小盘与砝码的总质量时,小车受到的合力大小才约等于小盘与砝码的总重力,D对。
答案:(1)A (2)CD3.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中:(1)某组同学用如图甲所示的装置,采用控制变量法,来研究在小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到的力的关系,下列措施中不需要和不正确的是________。
4.2 实验:探究加速度与力、质量的关系教案 A备课资源控制变量法物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。
每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。
控制变量法是中学物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。
探究声音的响度和音调、理想斜面实验、探究力与运动的关系、探究影响滑动摩擦力大小的因素、探究影响压力的作用效果的因素、探究影响液体压强大小的因素、探究影响浮力大小的因素、探究影响滑轮组的机械效率的因素、探究影响动能大小的因素、探究影响重力势能大小的因素、探究影响导体电阻大小的因素、验证欧姆定律、探究影响电流做功多少的因素、探究影响电流的热效应的因素、探究影响电磁铁磁性强弱的因素。
而且还需要试验。
控制变量法是为了研究物理量之间的关系所用。
举例来说,s=vt 即位移=速度×时间。
这个公式可以用控制变量法来研究,就是说,知道“速度”、“位移”、“时间”,但为了研究出“位移=速度×时间”这个公式,我们要采用控制变量法。
研究的方法是这样的,我们让一辆小车匀速行驶一段时间,然后看它的位移。
为了研究位移跟“速度”、“时间”是什么关系,我们先让小车以不同的速度行驶相同的时间,比较两种情况下行驶的位移。
例如:先以3m/s的速度行驶5s,记下位移15m;接着以9m/s 的速度行驶5s,记下位移45m,这样,我们可以看到在同样的时间里,速度翻了几倍,位移也翻了几倍,即位移和速度成正比。
注意在这个例子中,我们故意让小车两次行驶的时间保持一致(都是5s),从而就可以发现“位移和速度成正比”这个关系,因为是控制住“时间”这个变量,使其不变,来研究问题,所以这种方法叫“控制变量法”。
实验:探究加速度与力、质量的关系实验目的1.学会用控制变量法研究物理规律.2.探究加速度与物体质量、物体受力的关系.3.掌握灵活运用图象处理问题的方法.实验原理探究加速度a 与力F 、质量M 的关系时,应用的基本方法是__________,(1)探究a 与力F 的关系:保持小车的 不变,改变小盘中槽码的质量(即改变拉力)测出小车运动所对应的加速度,分析加速度与力的关系。
(2)探究a 与质量M 的关系:保持小盘中槽码的 不变(即保持拉力不变),改变小车上砝码的质量(即改变小车的质量),测出不同质量的小车对应的加速度,分析加速度与质量的关系。
图13.平衡摩擦力:在长木板不带定滑轮的一端下面垫一块木板.反复移动木板的位置,直至小车拖着纸带在斜面上运动时可以保持__________运动状态.这时,小车受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力__________的分力平衡三、保持小车的质量不变,研究a 与F 的关系4.把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘,先_________再____________,打点计时器在纸带上打下一系列的点,打完点后切断电源,取下纸带,在纸带上标上纸带号码.实验器材打点计时器、复写纸片和纸带、一端有定滑轮的长木板、小车、小盘、______电源、______、砝码、________、导线.实验步骤一、测质量1.用天平测出小车和砝码的总质量M ,小盘和砝码的总质量m ,把测量结果记录下来.二、仪器安装及平衡摩擦力2.按图1把实验器材安装好,只是不把悬挂小盘的细绳系在车上,即不给小车加牵引力.5.保持小车和砝码的质量不变,在小盘里放入适量的砝码,把小盘和砝码的总质量m ′记录下来,重复步骤4.得到六条纸带.6四、保持小盘和砝码的质量不变,研究a 与M 的关系7.保持小盘内的砝码个数不变,在小车上放上砝码改变小车的质量,让小车在木板上滑动打出纸带.计算砝码和小车的总质量M ,并由纸带计算出小车对应的加速度.改变小车上砝码的个数,重复步骤7,并将所对应的质量和加速度填入表(二)中.数据处理1.需要计算各种情况下所对应的小车加速度,可使用研究匀变速直线运动的方法:先在纸带上标明计数点,测量各计数点间的距离,根据公式 计算加速度2.描点作图(1)根据表(一),用纵坐标表示加速度F ,作用力的大小F 等于小盘和砝码的总重力,根据实验结果在坐标平面上描出相应的点。
第二节实验:探究加速度与力、质量的关系课后练习题一、单项选择题1.在“探究加速度与力、质量的关系〞的实验中,以下做法正确的选项是〔〕A.在用打点计时器打纸带时,应该先放开小车,再接通打点计时器的电源B.在探究加速度与质量的关系时,应该改变拉力F的大小C.在探究加速度与质量的关系时,为了直观判断两者间的关系,应作出a−1m 图象D.在探究加速度与力的关系时,作a−F图象应该用折线将所描的点依次连接【答案】C【解析】A. 实验时应先接通电源然后再放开小车,故A错误;B. 在探究加速度与质量的关系时,应该保持小车的拉力F不变,改变小车的质量,故B错误;C. 要直观的反映两个量之间的关系,可以通过作图来解决。
但是只有作出一条直线,才可以直观的反映两个变量之间的关系。
在探究加速度a与质量m的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出a−1/m图象,a−1/m 图象为过坐标原点的倾斜直线,说明a与1/m成正比,故C正确;D. 在探究加速度与力的关系时,作a−F图象应该用平滑的直线将所描的点依次连接,故D错误。
应选:C 2.以下关于“探究加速度与力、质量的关系〞实验的说法中,正确的选项是A.在探究加速度与质量的关系时,应该改变拉力的大小B.在探究加速度与质量的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出a-1m 图象C.在探究加速度与力的关系时,只需测量一次,记录一组数据即可D.在探究加速度与力的关系时,作a-F图象应该用折线将所描的点依次连接【答案】B【解析】探究加速度与质量的关系时,应该控制力不变,故A错误。
在研究两个变量之间的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出直线图形。
探究加速度与质量的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出a-1/m图象,故B正确;在探究加速度与力的关系时,需测量至少5次,记录五组数据,画出图象,根据图象探究关系。
故C错误。
探究加速度与力的关系时,作a-F图象应该将点拟合成一条倾斜的直线。
(一)实验:探究加速度与力、质量的关系说课稿尊敬的各位评委老师,大家上午好!我是高中物理组x号考生。
我今天说课的题目是《摩擦力》,下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法学法、教学过程及板书设计几个方面展开我的说课。
首先,谈一下我对教材的理解。
《实验:探究加速度与力、质量的关系》选自人教版高中物理必修一第四章第二节,牛顿第二定律是动力学的核心规律,而探究加速度与力和质量的关系是学习牛顿第二定律的重要铺垫。
此外,本节是探索规律的实验,实验中用到的控制变量法和对数据的处理方法在物理的学习中都十分重要。
因此本节课的教学至关重要。
新课程方案要求教师育人为本,分析学生是备课的重要环节。
学生已经学习了加速度的测量、受力分析,牛顿第一定律,牛顿第三定律、这都为本节课的学习奠定了基础。
此外,学生通过之前使用打点计时器测加速度,探究两个互成角度的力的合成规律等实验,已具备了一定的实验探究能力,而且高一学生动手能力强,乐于动手探索。
基于以上的教材和学情分析,我制定了如下教学目标。
1.会通过实验探究加速度与力、质量的关系,知道如何平衡摩擦力,体会探究过程的科学性和严谨性。
2.让学生感悟控制变量法、图像法在科学探究中的应用。
经历探究加速度与力、质量的关系的设计过程,能够依据要求进行实验设计基于以上教学目标,我确定了这节课的重难点,重点是探究加速度与力、质量的关系,难点是实验数据的处理。
教学有法,教无定法,贵在得法,为了突出重点,突破难点,本节课我将采用讲授、分组实验的教学方法。
同时为了体现学生是学习的主体,我将引导学生采用自主学习法和合作探究法学习本节课的内容。
下面我将围绕教什么,怎么教,为什么这么教为重点说一说教学过程的设计。
1.创设情境,提出问题。
我将在多媒体播放牵引力相同的空车和装满货物的车的启动过程,通过空车启动快,让学生思考,加速度与什么有关。
随后再播放质量接近的比赛用的小汽车与一般的小汽车的启动情况,通过比赛用的小汽车启动快,让学生思考,加速度与什么有关。
1.下面是“探究加速度与力、质量的关系”的实验步骤:①用天平测出小车质量M和小盘质量m②安装好打点计时器,在小车上装好纸带③调整长木板的倾斜程度④在小盘中放入适量的砝码m1⑤保持小车质量一定时,探究加速度与力的关系⑥保持小车所受拉力一定时,探究加速度与质量的关系(1)步骤③的目的是。
(2)步骤④中,要求小盘和砝码总质量(m+m1)小车质量M。
(3)步骤⑤和⑥,表明该实验采用的科学方法是。
解析:(1)步骤③是为了平衡掉小车与木板、纸带与打点计时器间的摩擦力。
(2)步骤④中,要求小盘和砝码总质量(m+m1)远小于小车的质量M。
(3)该实验采用的是控制变量法。
答案:(1)平衡摩擦力(2)远小于(3)控制变量法2.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图所示的装置。
(1)本实验应用的实验方法是。
A.控制变量法B.假设法C.理想实验法D.替代法(2)下列说法中正确的是。
A.在探究加速度与质量的关系时,应改变拉力的大小B.在探究加速度与力的关系时,应该改变小车的质量C.在探究加速度a与质量M的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出a-图象D.当小车的质量远大于小盘和砝码的总质量时,才能近似认为细线对小车的拉力大小等于小盘和砝码的总重力大小解析:(1)实验采用了控制变量法,即先保证物体质量不变,研究加速度与合力的关系,再保证物体受力不变,研究加速度与质量的关系。
(2)探究a与M的关系时,保持F不变,改变M大小;探究a与F的关系时,保持M不变,改变F大小,故A、B错。
a-关系图象为过原点的直线,作出这个图象容易证明a与M成反比,C对。
只有小车的质量远大于小盘与砝码的总质量时,小车受到的合力大小才约等于小盘与砝码的总重力,D对。
答案:(1)A (2)3.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中:(1)某组同学用如图甲所示的装置,采用控制变量法,来研究在小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到的力的关系,下列措施中不需要和不正确的是。
①首先要平衡摩擦力,使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力②平衡摩擦力的方法就是在塑料桶中添加砝码,使小车能匀速滑动③每次改变小车受到的拉力后都需要重新平衡摩擦力④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力⑤实验中应先放小车,然后再接通打点计时器的电源A.①③⑤B.②③⑤C.③④⑤D.②④⑤(2)某组同学由实验得出数据,画出aF图象如图乙所示,那么该组同学实验中出现的问题可能是。
A.实验中没有平衡摩擦力B.实验中平衡摩擦力过度C.实验中绳子拉力方向没有跟木板平行D.实验中小车质量发生变化解析:(1)①实验时首先要平衡摩擦力,使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力;②平衡摩擦力的方法是将小车与纸带相连,小车前面不挂塑料桶,把小车放在斜面上给小车一个初速度,看小车能否做匀速直线运动;③每次改变小车受到拉力后都不需要重新平衡摩擦力;④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力是正确的;⑤实验中应先接通电源,后放开小车。
由此可见,①、④正确,②、③、⑤错误,故选B。
(2)由图象可知,aF图象在a轴上有截距,这是由于平衡摩擦力过度造成的。
故选B。
答案:(1)B (2)B[课时作业](本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!) 1.用如图所示的装置研究在作用力F一定时,小车的加速度a与小车质量M的关系,某位同学设计的实验步骤如下:A.用天平称出小车和沙桶及内部所装沙子的质量B.按图装好实验器材C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂沙桶D.将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,并在纸带上标明小车质量E.保持沙桶及其中沙子的质量不变,增加小车上的砝码个数,并记录每次增加后的M值,重复上述实验F.分析每条纸带,测量并计算出加速度的值G.作aM关系图象,并由图象确定a与M的关系(1)该同学漏掉的重要实验步骤是,该步骤应排在步实验之后。
(2)在上述步骤中,有错误的是,应把改为。
(3)在上述步骤中,处理不恰当的是,应把改为。
解析:实验中把沙桶及其中沙子受到的重力看作与小车所受拉力大小相等,没有考虑摩擦力,故必须平衡摩擦力。
电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上将无法工作,必须接在6 V以下交流电压的学生电源上。
作aM关系图象,得到的是双曲线,很难作出正确的判断,必须“化曲为直”,改作a关系图象。
答案:(1)平衡摩擦力按图装好实验器材即B(2)D 6 V电压的蓄电池 6 V以下交流电压的学生电源(3)G aM a2.“探究加速度与力、质量的关系”实验中:(1)当质量M一定时,a与F合成;当力F一定时,a与M成。
(2)如图所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置图,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.本实验中探究的方法是控制变量法C.实验时,先放开小车,后接通电源D.“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足,对探究结果也不会产生影响解析:(1)当质量M一定时,a与F合成正比;当力F一定时,a与M成反比。
(2)平衡摩擦力时,应使小车在不受拉力作用下拖动纸带做匀速直线运动,A错。
实验中采用控制变量法,即研究加速度与合力关系时控制小车质量不变,研究加速度与小车质量关系时要控制拉力不变,B对。
实验时,先接通电源打点,后放开小车拖动纸带运动,C错。
为减小实验误差,实验时必须做到重物的质量远小于小车的质量,D错。
答案:(1)正比反比(2)B3.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图所示的装置。
(1)下列说法中正确的是( )A.在探究加速度与质量的关系时,应该改变拉力的大小B.在探究加速度与外力的关系时,应该改变小车的质量C.在探究加速度a与质量M的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出a-图象D.选择器材测质量时,同时有天平和弹簧测力计,应优先选择弹簧测力计(2)某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示:(小车质量保持不变)0.200.300.400.500.60(m·s-2)0.100.200.280.400.52②图象不过原点的原因可能是。
解析:(1)该实验采用的是控制变量法,在探究加速度与质量的关系时,应保持拉力的大小不变。
在探究加速度与外力的关系时,应该保持小车的质量不变,故A、B错误;直线图象可以直观地反映两个变量之间的关系,所以实验时要作出a图象,C正确。
物体的质量应该用天平来测量,D错误。
(2)①根据表中的数据在坐标图上作出的a F图象如图所示:②从图中发现直线没过原点,当F≠0时,a=0。
也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消了。
该同学实验操作中未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。
答案:(1)C (2)①见解析图②未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够4.如图为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图。
沙和沙桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M。
实验中用沙和沙桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。
(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行。
接下来还需要进行的一项操作是( )A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在沙和沙桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去沙和沙桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及沙和沙桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动。
(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是( )A.M=200 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gB.M=200 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g C.M=400 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gD.M=400 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g(3)下图是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G 为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。
量出相邻的计数点之间的距离分别为:=4.22 、=4.65 、=5.08 、=5.49 、=5.91 、=6.34 。
已知打点计时器的工作频率为50 ,则小车的加速度a=2(结果保留2位有效数字)。
解析:(1)需要将长木板一端适当垫起一定高度,以平衡摩擦力,完成此项工作的标志就是不挂沙桶条件下小车能带动纸带匀速运动(通过打点计时器点痕间隔是否均匀判定)。
(2)根据实验原理:实验中小车的实际加速度为a=,实验时把当成对M的拉力,即忽略m对加速度的影响,使加速度约为a=,显然需m≪M, 据此可知C组最合理。
(3)由逐差法求小球运动的加速度a==0.42 2。
答案:(1)B (2)C (3)0.42最新文件仅供参考已改成word文本。
方便更改。