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

1、第二節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系導(dǎo)學(xué)案【課前預(yù)習(xí)】、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模憾?shí)驗(yàn)原理：三、實(shí)驗(yàn)器材：四、實(shí)驗(yàn)步驟：五、注意事項(xiàng)【預(yù)習(xí)檢測(cè)】1. 在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究加速度與力、質(zhì)量的關(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(guò)定滑輪系在小車上B. 每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力C. 實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車，后接通電源D. “重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量”這一條件如不滿足，對(duì)探究過(guò)程也不會(huì)產(chǎn)生影響2. 在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，計(jì)算出各紙帶的加速度后，將測(cè)得的加速度a和力F的有關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表 1中.將測(cè)得的反映加速度 a和質(zhì)量m的數(shù)據(jù)列在表2中.表

2、1表2a/( m-s 2)1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00a/( m-s 2)2.042.663.233.981!T kg m R0.500.670.801.00 根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)，分別畫出a- F圖象和a 1/m的圖象.;當(dāng)F 定時(shí)，a與m的關(guān)（2）從圖象可以判定：當(dāng)m定時(shí)，a與F的關(guān)系為系為.3. 某實(shí)驗(yàn)小組的幾名同學(xué)在探究加速度與物體的質(zhì)量以及外力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)物體的質(zhì) 量一定時(shí)，分別根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了不同的實(shí)驗(yàn)圖象，如圖4 2-3所示，下列說(shuō)法中分析正確的是（A. 形成圖甲的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大B. 形成圖乙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板

3、傾角過(guò)小C. 形成圖丙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大D. 形成圖丁的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小4. 在“探究加速度與力、 質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于平衡摩擦力的說(shuō)法中正確的是（）A “平衡摩擦力”的本質(zhì)就是想法讓小車受到的摩擦力為零B “平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車所受的重力在沿斜面方向的分力與所受到的摩擦阻 力相平衡C “平衡摩擦力”的目的就是要使小車所受的合力等于所掛砝碼通過(guò)細(xì)繩對(duì)小車施加的 拉力D “平衡摩擦力”是否成功，可由小車拖動(dòng)后由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上的點(diǎn)跡間距是 否均勻而確定5 在用實(shí)驗(yàn)探究加速度和力的關(guān)系時(shí)，下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的思路和數(shù)據(jù)分析，正確的是（）A 實(shí)驗(yàn)的基本思

4、想是：保持物體的質(zhì)量不變，測(cè)量物體在不同力作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系B 實(shí)驗(yàn)的基本思想是：保持物體所受力相同，測(cè)量質(zhì)量不同的物體在該力作用下的加速 度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系C 在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，以 a為縱坐標(biāo)，F(xiàn)為橫坐標(biāo)，根據(jù)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，若這些 點(diǎn)在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上，說(shuō)明a與F成正比D 在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，以 a為縱坐標(biāo)，m為橫坐標(biāo)，根據(jù)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，若這些點(diǎn)在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上，說(shuō)明a與m成正比6.如圖4 2-4所示，在研究牛頓第二定律的演示實(shí)驗(yàn)中， 若1、2兩個(gè)相同的小車所受拉力分別為Fi、F2,車中所放砝碼的質(zhì)量分別為 m、m,打開(kāi)夾子后經(jīng)過(guò)相同的時(shí)內(nèi)，圖 4

5、2 4有()間兩車的位移分別為 X1、X2，則在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍A.當(dāng) m = m、Fi = 2F2 時(shí)，xi = 2x2C.當(dāng) Fi = F2、m = 2m 時(shí)，xi = 2x27.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,B.當(dāng) m = m、Fi = 2F2 時(shí)，X2= 2xiD.當(dāng) Fi = F2、m = 2m 時(shí)，X2= 2xi 關(guān)于小車所受的合力，下列敘述中正確的是()A. 小車所受合力就是所掛吊盤和砝碼的重力B. 小車所受合力的大小等于吊盤和砝碼通過(guò)細(xì)繩對(duì)小車所施加的拉力C. 只有平衡摩擦力后，小車所受合力才等于細(xì)繩對(duì)小車的拉力D. 只有平衡摩擦力后，且小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)大于吊盤與砝碼

6、的總質(zhì)量時(shí)，小車所受合力 可以認(rèn)為等于吊盤和砝碼的重力8.經(jīng)過(guò)對(duì)加速度與物體的質(zhì)量和合外力的關(guān)系的探究學(xué)習(xí)，已經(jīng)知道物體的加速度a與物體受的力F及物體的質(zhì)量m滿足的關(guān)系式a °c F, a * i/m.如果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，從靜止開(kāi)始在t時(shí)間內(nèi)移動(dòng)了 x距離,今要使距離變?yōu)镕/N0.1960.2940.3920.4900.588a/( m- s2)0.250.38P 0.901.20P 1.539.在探究a與F、M關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，得到了如下一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù): 在圖4 2 5所示的坐標(biāo)中，畫出 a F圖線.從圖中可以發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作中的問(wèn)題是什么？4x可采用以下

7、哪一種方法 ( A .將水平恒力增為 4FC .將作用時(shí)間增為 2tB. 將物體質(zhì)量減為原來(lái)的一半D.將作用時(shí)間增為4t【隨堂訓(xùn)練】1. 在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”平衡摩擦力時(shí)，托盤應(yīng)用細(xì)線通過(guò)定滑輪系在小車上，但托盤內(nèi)不能裝砝碼 實(shí)驗(yàn)中無(wú)需始終保持小車和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于托盤和砝碼的質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中如用縱坐標(biāo)表示加速度，用橫坐標(biāo)表示小車和車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量，描出相應(yīng) 的點(diǎn)在一條直線上時(shí)，即可證明加速度與質(zhì)量成反比平衡摩擦力時(shí)，小車后面的紙帶必須連好，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過(guò)程中紙帶也要受阻力實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法中正確的是AB.C.D.2. 在“探究牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，為了探究滑塊質(zhì)量 量關(guān)系，砝碼質(zhì)量 m

8、和滑塊質(zhì)量 m分別選取下列四組值：A .B .C .D .m不變時(shí)，加速度與外力F的定m)= 500m)= 500m)= 200m)= 200g, m分別為 g, m分別為 g, m分別為 g, m分別為50205030g,70g,30g,75g,40若其他操作都正確，那么在選用 時(shí)所畫出的a F圖線較準(zhǔn)確.g, 100 g, 125 gg,40 g,50 gg, 100 g, 125 gg, 50 g,60 g組值測(cè)量麻刪器3. 用如圖4 2- 1所示的裝置研究在作用力 F 定時(shí)，小車的加速度a與小車質(zhì)量m的關(guān)系，某位同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：A.用天平稱出小車和小桶及內(nèi)部所裝砂子的質(zhì)量；B.

9、按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材；C把輕繩系在小車上并繞過(guò)定滑輪懸掛砂桶；D.將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6V電壓的蓄電池上，接通電源，放開(kāi)小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，并在紙帶上標(biāo)明小車質(zhì)量；E.保持小桶及其中砂子的質(zhì)量不變，增加小車上的砝碼個(gè)數(shù)，并記錄每次增加后的 m值，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)；F.分析每條紙帶，測(cè)量并計(jì)算出加速度的值；G作a m關(guān)系圖象，并由圖象確定 a m關(guān)系.(1) 該同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是 ，該步驟應(yīng)排在 步實(shí)驗(yàn)之后.(2) 在上述步驟中，有錯(cuò)誤的是 ，應(yīng)把改為.(3) 在上述步驟中，處理不恰當(dāng)?shù)氖?，應(yīng)把改為.4. 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，如圖 4

10、 2 2紙帶運(yùn)動(dòng)方向所示，圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖 (交流電的頻率為50 Hz).6.196.707.217.72單位* cm乙圖 4 2 22(1) 圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為 ms(保留兩位有效數(shù)字).(2) 保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m,分別得到小車加速度 a與質(zhì)量m及對(duì)應(yīng)的1/m，數(shù)據(jù)如下表:實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345678小車加速度a/( m- s2)1.901.721.491.251.000.750.500.30小車質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67-/kg1m匕4.003.453.032.502.001.411.

11、000.60請(qǐng)?jiān)谌鐖D4 2 3所示的方格坐標(biāo)紙中畫出a 1/m圖線，并依據(jù)圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)1/m之間的關(guān)系式是 .(3) 保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F的變化圖線，如圖424所示該圖線不通過(guò)原點(diǎn)，請(qǐng)你分析其主要原因是【課后練習(xí)】1.在本實(shí)驗(yàn)中，下列做法和理由正確的是()A .實(shí)驗(yàn)中所用電源為低壓直流電源B 可以將裝有砂子的小桶用鉤碼代替，這樣會(huì)使實(shí)驗(yàn)更加方便C. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果不用 a M圖象，而且a- 1/M圖象，是為了便于根據(jù)圖象直觀地作出判斷D. 小車運(yùn)動(dòng)的加速度可用天平測(cè)出小桶和砂的質(zhì)量(M'和m )以及小車質(zhì)量 M后直接用

12、 公式 a= (M'+ m )g/M 求出(M'+ m ) ? M2兩個(gè)相同的小車并排放在光滑水平桌面上，小車前端系上細(xì)線，線的另一端跨過(guò)定滑輪 各掛一個(gè)小盤，盤里分別放有不同質(zhì)量的砝碼(圖4 2 5( a).小車所受的水平拉力F的大小可以認(rèn)為等于砝碼(包括砝碼盤)所受的重力大小小車后端也系有細(xì)線，用一只 夾子夾住兩根細(xì)線(圖(b),控制兩輛小車同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)和結(jié)束運(yùn)動(dòng).由于兩個(gè)小車初速度都是零，運(yùn)動(dòng)時(shí)間又相同，x = at2/2，即XXa,只要測(cè)出兩小車位移 x之比就等于測(cè)出它們的加速度a之比實(shí)驗(yàn)結(jié)果是： 當(dāng)小車質(zhì)量相同時(shí)， 當(dāng)拉力F相等時(shí)，實(shí)驗(yàn)中用砝碼(包括砝碼盤)所受的重力

13、 做會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差，為了減小這個(gè)誤差，G= mg的大小作為小車所受拉力 F的大小，這樣 G與小車所受重力 Mg之間需要滿足的關(guān)系是：(ai(b)圖 4 2 53用如圖4 2 6所示裝置，探究“加速度與力、(1)某同學(xué)在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，將實(shí)驗(yàn)器材組裝如圖所示請(qǐng)你指出該裝置中錯(cuò)誤 或不妥之處：改正實(shí)驗(yàn)裝置后，該同學(xué)順利地完成了實(shí)驗(yàn).圖4 2 7是他在實(shí)驗(yàn)中得至曲勺一條紙帶，圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1 s,由圖中的數(shù)2據(jù)可算得小車的加速度 a為m s .|I*2.744.Q4單蝕g CIEI同學(xué)們?cè)谧鎏骄考铀俣扰c物體質(zhì)量和合外力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí)：圖4 2 7(1)甲同學(xué)為了使小車受到的合外力等于小桶和砂的總重量，他采用如下兩個(gè)措施： 平衡摩擦力：將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端下面墊一小木塊，反復(fù)移動(dòng)木塊的位置， 直到小車在小桶的拉動(dòng)下帶動(dòng)紙帶與小車一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)；調(diào)整砂的多少，使砂和桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量M請(qǐng)問(wèn)：以上哪一個(gè)措施中有重大錯(cuò)誤？