681-第2節(jié)、《實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》導(dǎo)學(xué)案

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1、馬陵中學(xué)2010—2011高一物理組導(dǎo)學(xué)案 第四章：牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第2節(jié)、《實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》導(dǎo)學(xué)案 編寫人：高 健 審核人：王江浩 編寫時(shí)間：2010-12-8 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.認(rèn)識(shí)影響加速度的因素—力和質(zhì)量. 2.通過實(shí)驗(yàn)測量加速度、力、質(zhì)量，分別作出加速度與力、加速度與質(zhì)量的關(guān)系圖象. 3.能根據(jù)圖象得出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系. 4.體會(huì)“控制變量法”對(duì)研究問題的意義. 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 1.體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究過程：明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒎治鰧?shí)驗(yàn)思路、制定實(shí)驗(yàn)方案、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論. 2.初步認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)處理時(shí)變換坐標(biāo)軸的技巧. 3.

2、初步了解將“不易測量的物理量轉(zhuǎn)化為可測物理量”的實(shí)驗(yàn)方法. 4.會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差作初步分析. 【任務(wù)一：知識(shí)準(zhǔn)備】 1.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 （1）物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的快慢，也就是物體____________的大小，與物體的____________有關(guān)，還與物體____________有關(guān). （2）物體的質(zhì)量一定時(shí)，受力越大，其加速度就____________；物體的受力一定時(shí)，質(zhì)量越小，加速度就____________. （3）探究加速度與力的定量關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持物體____________不變，測量物體在____________的加速度；探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持物體___

3、_______不變，測量不同質(zhì)量的物體在____________下的加速度. 2.制定實(shí)驗(yàn)方案時(shí)的兩個(gè)問題 （1）測量物體的加速度可以用刻度尺測量____________，并用秒表測量____________，由公式____________算出.也可以在運(yùn)動(dòng)物體上安裝一條通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，根據(jù)____________來測量加速度. （2）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中也可以不測加速度的具體數(shù)值，這是因?yàn)槲覀兲骄康氖莀___________關(guān)系. 3.怎樣由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論 在本探究實(shí)驗(yàn)中，我們猜想物體的加速度與它所受的力成________，與質(zhì)量成____________，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出__

4、__________圖象和____________圖象，都應(yīng)是過原點(diǎn)的直線. 【任務(wù)二：問題探究】 1、在研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，為什么要描繪a－圖象，而不是a－m圖象？ 2.控制變量法 ： 什么叫控制變量法？本實(shí)驗(yàn)中如何應(yīng)用控制變量法？ 【任務(wù)三：實(shí)驗(yàn)方案】 參考案例一： 1、 本案例需運(yùn)用“位移之比表示小車加速度之比”即：，此式成立的條件是： 小車l 小車2 次數(shù) 拉車

5、砝碼(g) 位移x1／cm 拉車砝碼(s) 位移x2／cm 1 2 3 2、某同學(xué)控制兩小車質(zhì)量相同，改變砝碼（拉力大小）個(gè)數(shù)，設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)表如下： 3、若兩小車線上系的砝碼（拉力大?。﹤€(gè)數(shù)相同，小車質(zhì)量不同，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格： 參考案例二： 1、本案例要求砝碼和盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量， 為什么？ 2.本實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要步驟是平衡摩擦力，為什么？ 3.實(shí)驗(yàn)中需注意的事項(xiàng) （1）平衡摩擦力時(shí)不要掛重物，整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變托盤和砝

6、碼的質(zhì)量，還是改變小車及砝碼的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力. （2）平衡摩擦力后，每次實(shí)驗(yàn)必須在滿足小車和所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼和托盤的總質(zhì)量的條件下進(jìn)行.只有如此，砝碼和托盤的總重力才可視為與小車受到的拉力相等. （3）小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且先接通電源再釋放小車. （4）作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)分布在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能均勻地分布在所作直線兩側(cè).離直線較遠(yuǎn)點(diǎn)是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，可舍去不予考慮. 【任務(wù)四：當(dāng)堂檢測】 應(yīng)用點(diǎn)一：數(shù)據(jù)處理 例1：若測得某一物體m一定時(shí)，a與F的關(guān)系的有關(guān)數(shù)據(jù)資料如下表. a/（m·s－2） 1.98 4.06 5.95 8.1

7、2 F/N 1.00 2.00 3.00 4.00 （1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，畫出a－F圖象. （2）從圖象可以判定：當(dāng)m一定時(shí)，a與F的關(guān)系為_________. 例2：若測得某一物體受力F一定時(shí)，a與M的關(guān)系數(shù)據(jù)如下表所示： a/（m·s－2） 2.04 2.66 3.23 3.98 M/kg 2.00 1.50 1.25 1.00 （1）根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)，畫出a－圖象. （2）由a－關(guān)系可知，當(dāng)F一定時(shí)，a與M成__________關(guān)系. 應(yīng)用點(diǎn)二：實(shí)驗(yàn)誤差分析 例3：用圖4－2－5（a）所示的裝置是研究質(zhì)量一定時(shí)，加速度與作用力的關(guān)系.研

8、究的對(duì)象是放在長木板上的小車，小車的質(zhì)量為M，長木板是水平放置的.小車前端拴著細(xì)輕繩，跨過定滑輪，下面吊著砂桶.實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車的作用力F等于砂和桶的總重力mg.用改變砂的質(zhì)量的辦法來改變小車的作用力F，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測出小車的加速度a，得出若干組F和a的數(shù)據(jù).然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出a－F圖線. 圖4－2－5 一學(xué)生作出圖4－2－6（b）所示的圖線，發(fā)現(xiàn)橫軸上的截距OA較大，明顯地超出了偶然誤差的范圍，這是由于在實(shí)驗(yàn)中沒有進(jìn)行下面的步驟，即__________________________. 【任務(wù)五：課堂練習(xí)】 1、某學(xué)生在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，測得小車

9、的加速度a與拉力F的資料如下表所示. F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 a/（m·s－2） 0.10 0.21 0.29 0.40 （1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖4－2－6坐標(biāo)系中作a－F圖線. 圖4－2－6 圖4－2－7 （2）圖線在F軸上截距的物理意義是_________________________________________. 2、在上題中，如果此學(xué)生根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出的a－F圖線如圖4－2－7所示，則實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)誤差的原因是____________. 【任務(wù)六：課后練習(xí)】 1.觀察

10、物體的運(yùn)動(dòng)，我們發(fā)現(xiàn)加速度、物體受力和物體質(zhì)量三者的關(guān)系可能是（ ） A.物體質(zhì)量一定時(shí)，受力越大，其加速度越大 B.物體質(zhì)量一定時(shí)，受力越大，其加速度越小 C.物體受力一定時(shí)，它的質(zhì)量越大，其加速度越大 D.物體受力一定時(shí)，它的質(zhì)量越大，其加速度越小 2.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是（ ） A.為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，懸掛物的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于車和砝碼的質(zhì)量 B.為減小小車、紙帶受到摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，需要把小車運(yùn)動(dòng)平面起始端抬高 C.實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用描點(diǎn)法畫圖象，是為了減小誤差 D.實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用a－坐標(biāo)作圖，是為了便于根據(jù)圖象直觀地作出判斷

11、3.在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，以下做法正確的是（ ） A.平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將重物用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上 B.平衡摩擦力時(shí)，小車后面的紙帶必須連好，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過程中紙帶也要受到阻力 C.每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力 D.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，后接通電源 4.如果a－圖象是通過原點(diǎn)的一條直線，則說明（ ） A.物體的加速度a與質(zhì)量m成正比 B.物體的加速度a與質(zhì)量m成反比 C.物體的質(zhì)量m與加速度a成正比 D.物體的質(zhì)量m與加速度a成反比 6.如圖4－2－8是某些同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖象，下列說法中正確的是（ ）

12、 圖4－2－8 A.形成圖（甲）的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大 B.形成圖（乙）的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過小 C.形成圖（丙）的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大 D.形成圖（?。┑脑蚴瞧胶饽Σ亮r(shí)長木板傾角過小 7.已知物體的加速度a與物體的受力F及物體的質(zhì)量m滿足關(guān)系式a∝F，a∝.在光滑的水平面上有一質(zhì)量為m的物體受到水平力F作用，在t時(shí)間內(nèi)由靜止開始移動(dòng)了s距離，今要使距離變?yōu)?s，可采用以下哪些方法（ ） A.將水平恒力增為4F B.將物體的質(zhì)量減為原來的 C.將作用時(shí)間增為4t D.將作用時(shí)間增為2t 0402《實(shí)驗(yàn)：探

13、究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》導(dǎo)學(xué)案答案 【知識(shí)鏈接】 1.加速度 質(zhì)量 受力的大小 越大 越大 質(zhì)量 不同力的作用下 受力 該力作用 2.位移 時(shí)間 a= 紙帶上打出的點(diǎn) 加速度與其他量之間的比例 3.正比 反比 a－F a－ 【典型例題】 【課堂練習(xí)】 1、（1）如圖所示 （2）未完全平衡摩擦力 2、平衡摩擦力時(shí)，長木板傾角過大 3、教材第76頁問題 提示：如果假設(shè)加速度與質(zhì)量的二次方成反比，我們最好作a－圖象. 【課后練習(xí)】 1.AD 2.ABCD 3.BC 5、B 6.AD 7.ABD 8.①電源應(yīng)用低壓交流電源 ②滑輪的位置應(yīng)使拉線水平 ③小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 ④木板應(yīng)墊高右端平衡摩擦力. 9.（1）作出的兩個(gè)圖線如圖所示 （2）a－m的圖線是曲線，難以找出規(guī)律，a－的圖線是直線，容易找出規(guī)律. 10.（1）a=. （2）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)，木板與水平面夾角過小 （3）兩小車及車上的砝碼質(zhì)量不同，且m乙