42实验探究加速度与力质量的关系导学案-高一上学期物理人教版(2019).docx

4.2实验：探究加速度与力、质量的关系

【学习目标】

1．通过回顾打点计时器的使用方法，能测出小车的加速度。

2．通过描点法，会处理实验数据，能作出物体运动的aF、a-

3．通过实验数据及图像，能按照数学的方法得出加速度与力、质量的关系。

【学习重难点】

1．能准确表述牛顿第二定律的文字内容并写出数学公式。

2．会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。

【考点链接】

（郑州期末）物体A的质量为m，物体B的质量为5m，A、B分别以5v和v的速度运动，则下列说法中正确的是（）

A.A的惯性比B大B.B的惯性比A大

B.A和B的惯性一样大D.不能确定A、B的惯性大小关系

【学法指导】

请仔细认真阅读课本83至86页内容，用红色的笔将加速度与力、质量的关系及相关知识标记下来，并完成自主学习部分，将存在的疑难问题用不同颜色的笔标注，上课重点突破。

【学习过程】

一、自主学习

（一）实验思路控制变量法

1．探究加速度与力的关系

保持小车＿不变，通过改变改变小车所受的拉力，测得不同拉力下小车运动的加速度，分析加速度与的定量关系.

2．探究加速度与质量的关系

保持小车所受的＿不变，通过在小车上改变小车的质量，测得不同质量的小车对应的加速度，分析加速度与的定量关系.

（二）物理量的测量

1．质量的测量：用＿测量．在小车中的数量可改变小车的质量．

2．加速度的测量

（1）方法1：让小车做初速度为0的匀加速直线运动，用测量小车移动的位移x，用＿测量发生这段位移所用的时间t，然后由a=2xt2计算出加速度

（2）方法2：由纸带根据公式Δx=aT结合逐差法计算出小车的加速度.

（3）方法3：不直接测量加速度，求加速度之比，例如：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，测出各自的位移x1、x2，则a2a1=×1

3．力的测量

在阻力得到补偿的情况下，小车受到的等于小车所受的合力.

（1）在槽码的质量比小车的质量时，可认为小车所受的拉力近似等于

（2）使用力传感器可以直接测量拉力的大小，不需要使槽码的质量远小于小车的质量．

（三）实验器材

小车、砝码、槽码、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、纸带、

（四）注意事项

1．打点前小车应打点计时器且应先后

2．在补偿阻力时，（选填“要”或“不要”）悬挂槽码，但小车应连着纸带且启动打点计时器，用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿木板向下的分力平衡.

3．改变槽码的质量的过程中，要始终保证槽码的质量小车的质量.

4．作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能地均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点应.

二、合作学习

进行实验（以参考案例1为例）

1．用测出小车的质量m，并把数值记录下来．

2．按如图1所示的装置把实验器材安装好（小车上先不系细线）．

图1

3．补偿阻力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木位置，启动打点计时器，直到轻推小车使小车在木板上运动时可保持运动为止（纸带上相邻点间距相等），此时小车重力沿木板方向的分力等于打点计时器对小车的阻力和长木板的摩擦阻力及其他阻力之和.

4．把细线绕过定滑轮系在小车上，另一端挂上槽码，保持小车质量不变，改变槽码的个数，以改变小车所受的拉力．处理纸带，测出加速度，将结果填入表1中．

表1小车质量一定

拉力F／N

加速度a/(m

5．保持槽码个数不变，即保持小车所受的拉力不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，求出相应的加速度，把数据记录在表2中．

表2小车所受的拉力一定

质量m／kg

加速度a/(m·s2)

数据分析

1、分析加速度a与力F的定量关系

由表1中记录的数据，以加速度a为纵坐标，力F为横坐标，根据测量数据描点，然后作出aP图像，如图2所示，若图像是一条，就能说明a与F成正比.

图2

2．分析加速度a与质量m的定量关系

由表2中记录的数据，以a为纵坐标，以为横坐标，根据测量数据描点，然后作出a-1图像，如图3所示.若2图像是一条过原点的倾斜直线，说明a与成，即a与m成反比.

图3

3．实验结论

（1）保持物体质量不变时，物体的加速度a与所受拉力F成

（2）保持拉力F不变时，物体的加速度a与质量m成

三、当堂检测

在研究作用力F一定时，小车的加速度a与小车（含砝码）质量M的关系的实验中，某同学安