2. 探究加速度与力、质量的关系多媒体教学设计及其点评

高一物理

必修1-3-2

导学案

NO：01

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《牛顿运动定律》 第二节

探究加速度与力、质量的关系

【使用说明和学法指导】

1．依据学习目标，利用问题导学，探究物理规律。

2．完成导学案时要研读教材，勾画重点→演练导学案，发现问题→再读教材解决疑难问题，并整理主干知识。

【学习目标】

1、通过实验得出物体的加速度（a）与物体的质量（m）及其受力（F）之间的关系。

2、通过实验研究，经历物理规律的探究过程。

3、体验用控制变量研究问题的物理方法，体会用“图象法”发现规律的方法。

重点：a与m及F的关系

难点：实验数据的处理

【自主学习】（温馨提示：先看教材再回答下列各题）

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、教材74页的讨论交流说明图中F、m、a三者有怎样的定性关系？这种探究方法是采用的什么方法？

3、探究a与F、m之间的定量关系时，如何使物体在力的作用下做匀加速直线运动？

4、如何测量被研究物体的质量及其所受的拉力？

5、如何测量物体运动的加速度？

【我的疑惑】

【合作探究】

探究一：探究加速度和力之间的关系？（保持物体的质量不变，改变力的大小，进行实验，将测得的数据记录在自己设计的表格中。以a为纵轴，F为横轴，作出a-F图像）

物体质

量m/kg

a/m.s-2

F/N

a/(m.s2)

F/N

探究二：探究加速度与质量的关系？（保持力的大小不变，改变物体的质量，进行实验，将测得的数据记录在自己设计的表格中。以a为纵轴，M为横轴，作出a-M图像,尝试以质量的倒数1M为横坐标，并画出图像，两个图像进行对比，你会有什么发现）

F/N

物体质

量m/kg

a/(m.s2)

a/m.s-2

a/m.s-2

M/kg 1M/kg 【巩固练习】

1、

在探究加速度与力、质量关系的实验中，以下操作正确的是（

）

A．平衡摩擦力时，应将重物用细线通过定滑轮系在小车上

B．平衡摩擦力时，应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器

C．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

D．实验时，应先放开下车，后接通电源

打点计时2、用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加器

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沙子的质量；

图1

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B．按图接好实验器材；

C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂沙桶；

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．保持小桶及其中沙子的质量不变，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关系图像，并由图像确定a-M关系。

（1）该同学漏掉的重要步骤是 ，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 3、在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，计算出各纸带的加速度后，将测得的反映加速度a与力F关系的有关资料记录在表一中。将侧得的反映加速度a和质量M关系的有关资料记录在表二中。

表一 表二

a/(ms2) 1.98 4.06 5.95 8.12 a/(ms2) 2.04 2.66 3.23 3.98 F/N 1.00 2.00 3.00 4.00 1/Kg1

0.50 0.67 0.80 1.00 M

(1)

根据表中所列数据，分别画出a-F图像和a-1M图像。

(2)

由图像可以判定：当M一定时，a与F的关系为 ；当F一定时，a与M的关系为 ；

(3)

由a-F图像可知M= ； (4)由a-1M图像可知，F= (保留一位有效数字)。

【当堂检测】

1、

关于本节的实验操作，下列说法中符合实际的是( ) A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系

D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变小车受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

2、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法正确的是（

）

A．滑块所受的拉力一定等于砝码的重力

B．要将砝码的重力近似看做滑块所受的拉力，滑块的加速度不应太大

C．实验中为了尽量减小误差，应使车的质量远大于砝码的质量

D．实验中为了减小误差，应使滑块的加速度尽量大些

※3、如图是某些同学根据实验数据画出的图像，下列说法正确的是（

）

a

a a a

O

甲

F O 乙

1O 丁

1

丙

F O mm

A．

形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大图2

B．

形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小

C．

形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大

D．

形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小

※4、在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了探究滑块质量M不变时，加速度a与合外力F的定量关系，砝码质量m和滑块质量M分别选取下列四组值：

A．M=500g， m分别为50g、70g、100g、125g B．M=500g， m分别为20g、30g、40g、50g C．M=200g， m分别为50g、75g、100g、125g D．M=200g， m分别为30g、40g、50g、60g 若其他操作都正确，那么在选用 组值测量时所画出的a-F图线较准确，在选用此组值时，m g取时实验误差较大