第2节探究加速度与力质量的关系

诸城繁华中学2009级物理专用学案人教版必修1Ifathingisworthdoingitisworthdoingwell.-1-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（预习学案）编写：温敬霞审核：【预习目标】知道加速度与力、质量有关，明确用控制变量法研究一个物理量与两个（或多个）物理量之间的关系。知道用控制变量法探究加速度与力、质量的关系的基本思路。【课前预习】（以主人的身份投入学习，夯实基础）一．教材助读1.竞赛用的小汽车，质量与一般小汽车相仿，但因为安装了强大的发动机，能够获得巨大的牵引力，可以在四五秒的时间内从静止加速到100Km/h，这说明物体加速度的大小与物体有关。一般小汽车从静止加速到100Km/h，只需十几秒的时间，而满载的货车加速就慢得多，这说明物体的加速度的大小还与物体的有关。这些事实告诉我们，物体的质量一定时，越大，物体获得的加速度越大；物体受力一定时，物体的越小，加速度就越大。猜测：你认为物体的加速度与哪些物理量有关？思考：采取什么样的实验方法来探究一个物理量与两个（或多个）物理量之间的关系呢？2.探究物体的加速度与力的关系的基本思路：保持物体的____不变，测量物体在_____的作用下的__________，分析________与的______的关系，如果a与F成_____比，则a—F图象是一条_______________。探究物体的加速度与物体质量的关系的基本思路：保持物体____________不变，测量________的物体在该力作用中的_________，分析________与________的关系。如果a与m成反比，实质上就是a与m1成______比，则a与m1图象就是一条_______________。讨论1：如图所示，实验中小车与木板之间存在摩擦力，要想保证砝码与托盘的重力等于小车的合力，必须减小或消去摩擦力的影响。请讨论：应该采取什么样的措施来消去摩擦力的影响？诸城繁华中学2009级物理专用学案人教版必修1Ifathingisworthdoingitisworthdoingwell.-2-讨论2：一质量为m的物体恰好能从倾角为的斜面上匀速下滑，求：⑴物体所受的滑动摩擦力？⑵若斜面的倾角不变，将物体的质量变为m2，则物体还能匀速下滑吗？3.某同学实验打出了如图所示的纸带，相邻记数点的时间间隔T=0.1s.如果测出了图示的数据，你有几种方法求加速度？小车的加速度是。二.预习自检1.在探究加速度与质量的关系时，怎样提供和测量物体所受的恒力？如何来改变物体质量？2.在探究加速度与力的关系时，怎样改变物体的恒力？3.怎样用图象证明加速度与质量成反比，加速度与恒力成正比？三.疑难记录（没有问题，不能提出问题说明存在很大的问题）ABCDEFG1.401.9002.382.883.393.88cm诸城繁华中学2009级物理专用学案人教版必修1Ifathingisworthdoingitisworthdoingwell.-3-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（课堂学案）【学习目标】（只有定向才不会迷失方向）编写：温敬霞审核：1．知识与技能：探究加速度与力、质量的关系2．过程与方法：⑴控制变量法；⑵平衡摩擦力法；⑶函数转换法3．情感态度与价值观：体会探究过程的科学严谨和合理性【课堂探究】（用心参与课堂，提高学习效率）一.自主学习（对应预习学案答案自查自纠）（一）教材助读答案：1.受力、质量、受力、质量猜测：力和质量思考：控制变量法；2.质量、不同力、加速度、加速度、力、正、过原点的倾斜直线受力、不同质量、加速度、加速度、质量、正、过原点的倾斜直线讨论1：把长木板垫起一合适高度，给小车拴上纸带挂上托盘通过打点计时器，打开电源接通计时器，给小车施加一个初速度，看纸带上的点是否均匀。讨论2：⑴sinmgf⑵能3.方法：⑴先求出两个点的速度，再利用加速度定义式求解⑵用2aTx或2)(aTmnxxmn求解⑶用逐差法求解⑷用图像法求解小车的加速度是0.50m/s2（二）预习自检答案：1.用砝码的重力来提供恒力，通过增加砝码；改变小车的个数来改变质量2.通过增加砝码的个数3.若加速度与质量成反比，则在a—F图像中是一条过原点的倾斜直线若加速度与恒力成正比，则在a—m1图像中是一条过原点的倾斜直线。二.分组探究1.要求：⑴分组：每6人一个小组，共8个小组。⑵任务：1—4组保持质量m不变，改变恒力F，探究加速度a与力F的关系：其中1组用5g砝码的恒力记为0F；2组用10g砝码的恒力记为02F；3组用15g砝码的恒力记为03F；4组用20g砝码的恒力记为04F,分别来进行探究测量不同作用力下的加速度。5—8组保持恒力F不变，改变物体的质量m，探究加速度a与质量m的关系：其中5组的质量用1个小车记为0m；6组用2个小车记为02m；7组用3个小车记为03m；8组用4个小车记为04m，分别来进行探究测量不同质量下的加速度。诸城繁华中学2009级物理专用学案人教版必修1Ifathingisworthdoingitisworthdoingwell.-4-2.实验步骤:⑴把附有定滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面。把打点计时器固定于长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。把纸带穿过打点计时器，一端固定在小车的后面。⑵平衡摩擦力。⑶各小组按照分工进行实验。⑷更换纸带，重复实验。⑸各小组选出较理想的一条纸带，算出加速度，并把数据填到表格中。3.按照分工进行实验：⑴保持物体质量不变，物体加速度与它受力的关系探究（1—4组）⑵保持物体受力不变，物体的加速度与其质量的关系探究（5—6组）4.数据处理⑴现测得小车质量m一定时，a与F的关系如下表1所示⑵测得受力F一定时，a与m的关系如下表2所示⑶据表1所列数据，画出a—F图象；据表2所列数据，画出a—m图象⑷结论：a—F图象是a—m图象是1组2组3组4组F0F02F03F04Fa/(m/s2)5组6组7组8组m0m02m03m04ma/(m/s2)诸城繁华中学2009级物理专用学案人教版必修1Ifathingisworthdoingitisworthdoingwell.-5-⑸据得到的图象猜测：加速度与质量之间可能的关系？进一步结合图表2中的数据猜测：加速度与质量之间可能存在关系。⑹思考：作怎样的图象更能直观形象的判断a与m的关系？请作图象验证。5.探究结果：⑴从a—F关系图象可知：当m一定时，a与F成关系。⑵由a—m1关系图象可知：当F一定时，a与m成__________关系。三.自我归纳：8组7组6组5组m1041m031m021m01ma诸城繁华中学2009级物理专用学案人教版必修1Ifathingisworthdoingitisworthdoingwell.-6-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（检测学案）编写：温敬霞审核：1.探究加速度与力、质量的关系时，控制不变，探究加速度与力的关系；控制不变，探究加速度与质量的关系，这种方法叫2.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，得到如图所示的三个实验图线甲、乙、丙，其中，描述加速度与质量关系的图象是，描述加速度与力的关系的图象是，描述加速度与质量倒数关系的图像是。3.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A.挂上砝码，拖上纸带，开动打点计时器B.不挂砝码，拖上纸带，开动打点计时器C.挂上砝码，不拖纸带D.不挂砝码，不拖纸带4.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列做法正确的是A.实验中所用电源为低压直流电源B.可以将装有沙子的小桶用砝码代替，这样会使实验更加方便C.实验结果不用a—m图象，而用a—m1图象，是为了便于根据图象直观的作出判断D.改变小车质量时，要重新平衡摩擦力