43探究加速度与力、质量的关系(80份)

物理科学案序号43 高一年级班教师官安民学生
探究加速度与力、质量的关系
【学习目标】
1、理解加速度与力和质量的关系；
2、培养学生的实验能力、分析能力和解决问题的能力。

3、利用实验激发学生的求知欲，启迪其思维，激励其探索的精神。

4、培养合作交流的思想，能主动的与他人合作。

【学习重点与难点】
重点：对a∝F、a∝1／m的探究
难点：对探究性实验的把握。

自主学习：
1．物体运动状态的改变指什么？物体运动状态发生改变的原因是什么？
2．物体运动状态改变时产生加速度，而产生的加速度又和物体的质量及所受力的大小有关，那么：加速度跟物体所受力的大小及物体质量之间有什么关系呢？
3．实验中要测量的物理量:①②
③
4．测量加速度的方法：
⑴【公式法】测出时间和位移，利用公式，计算出加速度；
⑵【打点计时器法】利用打出的纸带，利用公式，计算出加速度；
⑶【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。

实验探究：
一．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，而研究其中两个参量之间
的变化关系的方法，是物理实验中经常采取的一种方法．本实验有F、
m、a三个参量，研究加速度a与F及m的关系时，我们应先控制一个
参量不变，研究另外两个参量之间的关系．在该实验中要求先控制小
车的质量不变，改变小车所受的拉力F，讨论a与F的关系；再控制
小车所受的拉力F不变，改变小车的质量m，讨论a与m的关系．
(2)要测量的物理量
小车与其上砝码的总质量M一．
小车受的拉力F——．
小车的加速度a——．
(3)平衡摩擦力的目的和方法
①目的：实验中小车要受到摩擦阻力的作用，增加了实验的难度．垫高水平木板不带滑轮的一端，使小车自身重力沿斜面的分力平衡摩擦力，这样小车所受拉力即为合力，提高了实验成功率．
②方法：不挂钩码，使小车拖着纸带，纸带通过打点计时器，并且使打点计时器处于工作状态，逐渐调节木板的倾角，使打下的纸带点间距相等，则说明小车做匀速直线运动，即平衡了摩擦力．
二．实验器材
打点计时器、纸带、小车、一端附有定滑轮的长木板、钩码、砝码、
细绳、交流电源、天平、刻度尺．
三、实验过程
探究加速度与力、质量的关系?
1．用天平测出小车质量为M，并把数值记录下来．
2．如图将实验器材安装好(小车上不系绳)．
3．把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，平衡摩擦力．
4．将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，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及此时所挂重物的重力m o g．
5．保持小车的质量不变，改变小盘(包括其中砝码)的质量，重复步骤4多做几次
实验，每次小车从同一位置释放，并记录好
相应纸带重物的重力m1g、m2 g…
表1：M不变，加速度a与受力的关系表2：F不变，加速度与质量的关系
61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．
7．继续在小车上加放砝码，重复步骤6，多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码．实验结论：
1、质量一定时，加速度与力的关系：
2、力一定时，加速度与质量的关系：
【特别提醒】本实验中利用图象处理数据的优点：
(1)直观地看出两个物理量间的关系；
(2)有效地减小实验误差，并排除实验中的错误数据．
注意事项
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．实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的总质量．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．
3．各纸带上的加速度a，都应是该纸带上的平均加速度．
4．作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线的两侧．离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑．
5．小车应靠近打点计时器且先接通电源再释放纸带．
课后作业：
1 在利用打点计时器探究加速度与力、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．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，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，对探究过程也不会产生影响
2 某实验小组的几名同学在探究加速度与物体的质量以及外力关系的实验中，当物体的质量一定时，分别根据实
验数据画出了不同的实验图象，如图4－2－3所示，下列说法中分析正确的是(
)
图4－2－3
A．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
3.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零
B．“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力在沿斜面方向的分力与所受到的摩擦阻力相平衡C．“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂砝码通过细绳对小车施加的拉力D．“平衡摩擦力”是否成功，可由小车拖动后由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀而确定4．在用实验探究加速度和力的关系时，下列关于实验的思路和数据分析，正确的是( )
A．实验的基本思想是：保持物体的质量不变，测量物体在不同力作用下的加速度，分析加速度与力的关系B．实验的基本思想是：保持物体所受力相同，测量质量不同的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系
C．在处理实验数据时，以a为纵坐标，F为横坐标，根据数据在坐标系中描点，若这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比
D．在处理实验数据时，以a为纵坐标，m为横坐标，根据数据在坐标系中描点，若这些点在一条过原点的直线上，说明a与m成正比
5．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，关于小车所受的合力，下列叙述中正确的是( )
A．小车所受合力就是所挂吊盘和砝码的重力
B．小车所受合力的大小等于吊盘和砝码通过细绳对小车所施加的拉力
C．只有平衡摩擦力后，小车所受合力才等于细绳对小车的拉力
D．只有平衡摩擦力后，且小车的质量M远大于吊盘与砝码的总质量时，小车所受合力可以认为等于吊盘和砝码的重力
6 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( )
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．实验中无需始终保持小车和砝码的总质量远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，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
7.如图所示，光滑斜面的倾角为θ，有两个相同的小球，分别用光滑挡板挡住，挡板A沿竖直方向，挡板B垂直斜面，求两挡板受到小球压力大小和斜面受到的两个小球压力的大小？
A。