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15.2探究加速度与力、质量的关系编号：17恒口高级中学编写人：史胜波审核人：师评：课时：2课时班级：姓名：学号：【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：1．什么是物体运动状态的改变？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有：、、。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一用天平测出．小车受的拉力F——钩码的总质量m，由F＝mg算出．小车的加速度a——通过打点计时器打出的纸带测算出．(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2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mog．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、m2g…表1：M不变，加速度a与受力的关系利用表1中的数据，在坐标系中作出M不变时，a一F图象实验次数n钩码总质量小车合力F/N加速度a/(m·s－2)1234536．保持小车所受的合外力不变，在小车上加砝码，并测出小车和放上砝码后的总质量M1，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．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．表2：F不变，加速度与质量的关系利用表2中的数据，在坐标系中作出F不变时，a一1/M图象．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．自我反思：1.收获：2.疑惑实验次数n加速度a/(m·s－2)小车质量M小车质量1/M12345