2. 探究加速度与力、质量的关系PPT专用课堂实录内容

§３.2探究加速度与力、质量的关系

【教学目标】

1、

掌握用控制变量法探究加速度与力、质量的关系

2、

会对aF、a1图像进行分析

m【教学重点、难点】

对aF、a1图像进行分析

m【自主学习】

一、影响物体加速度的因素

1、外力作用的结果是使物体___________发生变化，这就意味着产生____________，也就是说物体运动的加速_____________有关；

2、同一个力作用在不同的物体上，加速度也不同，说明物体运动的加速度还与__________有关。

二、学生实验：探究加速度a与F和m之间的定量关系

1、探究方法：___________________ 交流电源

2、需测量物理量：

、

、

；

【自主探究】

1、过程

（1）思考如何使物体在力的作用下做匀加速直线运动？

（2）如何测量被研究物体的质量及其所受的拉力？

（3）如何测量物体运动的加速度？

（4）实验中如何消除摩擦？____________________________________________________

小结：

2、求加速度

例1、如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.05cm，S2=7.68cm，S3=8.33cm，S4=8.95cm，S5=9.61cm，S6=10.26cm，则小车运动的加速度的大小是________m/s2（计算结果保留两位有效数字）

3、aF关系

例2、某同学测得物体质量M一定时，加速度a与力F的关系的有关数据资料在下表中

a/(m·s) F/N -21.98 2.00 4.06 4.00 5.95 6.00 8.12 8.00

（1）根据表中的数据，画出a-F图像；

（2）从图像可以判定：当m一定时，a与F的关系为______________。

2a(m/s2) a(m/s2) a(m/s)

F/N m(kg)

小结：

4、a1/m 1关系

m-2例3、某同学测得某一物体受力F一定时，加速度a与物体的质量m的关系如下表所示．

a/(m·s) m/kg (1/m)/kg-1

4.07 2.00 0.50 5.33 1.50 0.67 6.45 1.25 0.80 7.90 1.00 1.00 （1）根据表中数据画出a-m,a-(1/m)的图像；

（2）由a-(1/m)图像关系可知，当F一定时，a与m成_______关系．

小结

（1）测定加速度的方法有___________________ （2）作出__________图象与_____________图象判断加速度与力成_______________关系，与质量成__________关系。

【自主练习】

1、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，当作用力一定（悬挂的重物或砂桶的重力不变）时，控究加速度与质量的关系时，下列说法中正确的是(

) A、平衡摩擦时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上

B、每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩力

C、实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源

D、用天平测出小车的质量M和砂及砂桶的质量m，直接用公式a运动的加速度

mg就可以得出小车M2、在“探究加速度与力、质量的关系”实验田中，小车及车中砝码的质量用M表示，砂及砂桶质量用m表示，小车的加速度可以小车后拖动的纸带打的点计算出。

（1）当M与m的大小关系满足____时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于砂及砂桶中的重力；

（2）一组同学在做加速度与质量的关系时，保持砂及砂桶的质量一定，改变小车及车中的t 砝码的质量，测出相应的加速度，采用图像处理数据，a 为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应a 乙

丙

O A F O F

作出______图像；

（3）如图（A）所示为甲同学作出的a-F图线,此图线说明实验存在的问题是__________________。

（4）乙、丙两同学用一装置做实验,画了了各自得到的a-F图线如图(B)所示,两个同学的哪一个物理量的取值不同?

3、教材在探究牛顿第二定律的实验方案中，比较初速为零的不同物体加速度大小的关系所使用的方法是（

）

A．比较相同时间内两物体的位移大小关系

B．比较相同位移内两物体的时间关系

C．比较相同速度时的时间关系

D．比较相同位移内两物体的速度关系

4、在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止。

（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，

使

；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量

小车的质量（选填“远大于”、“远小于”、“等于”）。

。

（3）实验中获得数据如下表所示：

小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为200g。

实验次数

小车

拉力F/N 位移s/cm

Ⅰ

0.1

1

Ⅱ

0.2 46.51

Ⅰ

0.2 29.04 2

Ⅱ

0.3 43.63

Ⅰ

0.3 41.16 3

Ⅱ

0.4 44.80 B A

Ⅰ

0.4 36.43 4 cm

Ⅱ

0.5 45.56 0 1 22 23 24

图乙

在第1次实验中小车Ⅰ从图乙中的A点运动到B点，请将测量结果填到表中空格处。通过分析，可知表中第

次实验数据存在明显错误，应舍弃。

5、关于由小车实验得出牛顿第二定律

的下列说法中，符合实际的是（

）

A．同时改变小车的质量m及受到的拉力F，得出加速度、力、质量三者间的关系

B．保持小车的质量不变，只改变小车拉力，就得出加速度、力、质量三者间的关系

砝码盘

和砝码

小车Ⅱ

滑轮

细线

小车Ⅰ

控制装置

（2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为

C．保持小车的受力不变，只改变小车质量，就得出加速度、力、质量三者间的关系

D．先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持力不变，研究加速度与质量的关系；最后得到加速度、力、质量三者间的关系

6、实验台上备有下列器材：A．打点计时器，纸带及复写纸片；B．附有定滑轮的长木板；C．小车；D．砝码；E．钩码；F．小桶、细绳、砂；G．两根导线；H．秒表；Ⅰ．天平（附砝码）；J．刻度尺；K．弹簧秤；L．6 V蓄电池；M．学生电源。则在“探究加速度与力、质量的关系”实验需要的器材有：_________________________。为了平衡摩擦力，需要在长木板的下面垫一木块（木块垫在没有滑轮的一端），反复移动木块的位置，直到测出小车所拖纸带上的各个相邻记数点之间的距离都___________为止。这时小车在斜面上所做的是__________运动，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车的____________平衡。

【总结反思】