学案2实验:探究加速度与力、质量的关系 (會)知能导学 ZHINENGDAOXUE 网络构建 WANGLUOGOUJIAN 加速度与力、加速度与力的关系 质量的关系 加速度与质量的关系 测力加速度 两个问题 提供和测量力 实验探究加 制定实验方案 速度与力质 用打点计时器 量的关系 探究方案 “比较法” 计算法与图象法 实验数据处理 结论分析
学案2 实验：探究加速度与力、质量的关系
学点深探究 XUEDIANTANJIU 学点1加速度与力的关系 自主学习。 1)控制变量法 在研究物体的加速度与它受的力、它的质量间的关系时,因为涉及到 三个物理量,为了研究问题的方便,可采取分别使一个量不变,而研究另 外两个量之间关系的方法,这种方法叫做控制变量法。 (2)探究加速度与力的关系 ①实验思路:保持物体的质量m定,测量物体在不同力F作用下的 加速度a,分析a与F的关系。 回实验数据的分析:设计如下的表格,记录数据。 FN a/(m s-2) F 在图42-1所示坐标系上,作出a-F图象。 图4-2-1 分析图像,若图象是过原点的直线,则a∝F 由此得出,在质量一定的情况下,加速度跟力成正比
学点1 加速度与力的关系 (1)控制变量法 在研究物体的加速度与它受的力、它的质量间的关系时，因为涉及到 三个物理量，为了研究问题的方便，可采取分别使一个量不变，而研究另 外两个量之间关系的方法，这种方法叫做控制变量法。 (2)探究加速度与力的关系 ①实验思路：保持物体的质量m一定，测量物体在不同力F作用下的 加速度a，分析a与F的关系。 ②实验数据的分析：设计如下的表格，记录数据。 在图4-2-1所示坐标系上，作出a-F图象。 分析图像，若图象是过原点的直线，则a∝F 由此得出，在质量一定的情况下，加速度跟力成正比。 F/N a/(m·s-2 ) 图4-2-1
学点2加速度与质量的关系 1)保持物体所受的力F一定,测量不同质量m的物体在力F作用下 的加速度a,分析a与m的关系。 (2)实验数据的分析:设计如下的表格,记录数据。 /Kg a(mS 猜想:F相同,m越大,a越小,是否是“a与m”成反比或“a与 m2”成反比呢? 从简单入手,若a与m成反比,则a与1/m成正比。所以,建立a 1/m坐标系,作a-1/m图象,如图422所示。 分析:若图象是过原点的直线,则a与m成反比。 由图得,a与1/m成正比,与m成反比。 注意:作图象时,应使尽可能多的点在直线上, 不在直线上的点均匀分布于直线两侧,偏离太大的 点应舍弃掉 图4-2-2
学点2 加速度与质量的关系 (1)保持物体所受的力F一定，测量不同质量m的物体在力F作用下 的加速度a，分析a与m的关系。 (2)实验数据的分析：设计如下的表格，记录数据。 猜想：F相同，m越大，a越小，是否是“a与m”成反比或“a与 m2”成反比呢？ 从简单入手，若a与m成反比，则a与1/m成正比。所以，建立a- 1/m坐标系，作a-1/m图象，如图4-2-2所示。 分析：若图象是过原点的直线，则a与m成反比。 由图得，a与1/m成正比，与m成反比。 m/kg a/(m·s-2 ) 图4-2-2 注意：作图象时，应使尽可能多的点在直线上， 不在直线上的点均匀分布于直线两侧，偏离太大的 点应舍弃掉
典例导航。 【例1】用如图4-23所示的装置研究在作用力F一定时, 打点计时器 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用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量; 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砂桶; 图4-2-3 D将电磁打点计时器接在6V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保持小桶及其中砂子的质量不变,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a-m关系图象,并由图象确定am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
【例1】用如图4-2-3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.用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量； 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砂桶； 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.保持小桶及其中砂子的质量不变，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a- m关系图象，并由图象确定a- m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________。 图4-2-3
解析实验中把小桶及其中砂子的重力看做与小车所 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6V电压的蓄电池上将无法工作,必 须接在6V以下交流电压的学生电源上。作a-m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-1m关系图象。 答案()平衡摩擦力B(2)D6v电压的蓄 电池6V以下交流电压的学生电源(3)Ga-m -1/m
(1)平衡摩擦力 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 a-m a-1/m 实验中把小桶及其中砂子的重力看做与小车所 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a- m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-1/ m关系图象