第2節(jié)實驗：探究加速度與力、質量的關系導學案

1、第二節(jié)實驗：探究加速度與力、質量的關系導學案編者：程文清 羅杰【課前預習】一、實驗目的:二、實驗原理:三、實驗器材:四、實驗步驟: 五、注意事項【預習檢測】1. 在利用打點計時器探究加速度與力、質量的關系的實驗中，以下做法正確的是()A平衡摩擦力時，應將重物用細繩通過定滑輪系在小車上B每次改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力C實驗時，先放開小車，后接通電源D“重物的質量遠小于小車的質量”這一條件如不滿足，對探究過程也不會產生影響2. 在做“探究加速度與力、質量的關系”的實驗時，計算出各紙帶的加速度后，將測得的 加速度a和力F的有關數(shù)據(jù)記錄在表1中將測得的反映加速度a和質量m的數(shù)據(jù)列在a/(m

2、·s2)1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00 表2中表1表2a/(m·s2)2.042.663.233.98/kg10.500.670.801.00(1)根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)，分別畫出aF圖象和a1/m的圖象(2)從圖象可以判定：當m一定時，a與F的關系為_；當F一定時，a與m的關 系為_ 3. 某實驗小組的幾名同學在探究加速度與物體的質量以及外力關系的實驗中，當物體的質 量一定時，分別根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了不同的實驗圖象，如圖423所示，下列說法中 分析正確的是()圖423A形成圖甲的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大B形成圖乙的原因是平衡摩擦力時

3、長木板傾角過小C形成圖丙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大D形成圖丁的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小 4.在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，關于平衡摩擦力的說法中正確的是() A“平衡摩擦力”的本質就是想法讓小車受到的摩擦力為零 B“平衡摩擦力”的本質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細繩對小車施加的 拉力 D“平衡摩擦力”是否成功，可由小車拖動后由打點計時器打出的紙帶上的點跡間距是 否均勻而確定5在用實驗探究加速度和力的關系時，下列關于實驗的思路和數(shù)據(jù)分析，正確的是() A實驗的基本思想是：

4、保持物體的質量不變，測量物體在不同力作用下的加速度，分析 加速度與力的關系 B實驗的基本思想是：保持物體所受力相同，測量質量不同的物體在該力作用下的加速 度，分析加速度與質量的關系 C在處理實驗數(shù)據(jù)時，以a為縱坐標，F(xiàn)為橫坐標，根據(jù)數(shù)據(jù)在坐標系中描點，若這些 點在一條過原點的直線上，說明a與F成正比 D在處理實驗數(shù)據(jù)時，以a為縱坐標，m為橫坐標，根據(jù)數(shù)據(jù)在坐標系中描點，若這些 點在一條過原點的直線上，說明a與m成正比6.如圖424所示，在研究牛頓第二定律的演示實驗中， 若1、2兩個相同的小車所受拉力分別為F1、F2，車中所 放砝碼的質量分別為m1、m2，打開夾子后經過相同的時 間兩車的位移分別

5、為x1、x2，則在實驗誤差允許的范圍 內，有() 圖424A當m1m2、F12F2時，x12x2 B當m1m2、F12F2時，x22x1C當F1F2、m12m2時，x12x2 D當F1F2、m12m2時，x22x1 7.在“探究加速度與力、質量的關系”實驗中，關于小車所受的合力，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細繩對小車所施加的拉力C只有平衡摩擦力后，小車所受合力才等于細繩對小車的拉力D只有平衡摩擦力后，且小車的質量M遠大于吊盤與砝碼的總質量時，小車所受合力 可以認為等于吊盤和砝碼的重力8.經過對加速度與物體的質量和合外力的關

6、系的探究學習，已經知道物體的加速度a與物 體受的力F及物體的質量m滿足的關系式aF，a1/m.如果在光滑的水平面上有一質 量為m的物體受到水平力F作用，從靜止開始在t時間內移動了x距離,今要使距離變?yōu)?4x可采用以下哪一種方法() A將水平恒力增為4F B將物體質量減為原來的一半 C將作用時間增為2t D將作用時間增為4t9.在探究a與F、M關系的實驗中，得到了如下一組實驗數(shù)據(jù)：F/N0.1960.2940.3920.4900.588a/(m·s2)0.250.380.901.201.53(1)在圖425所示的坐標中，畫出aF圖線(2)從圖中可以發(fā)現(xiàn)實驗操作中的問題是什么？ 圖425

7、【隨堂訓練】1. 在“探究加速度與力、質量的關系”實驗中，下列說法中正確的是()A平衡摩擦力時，托盤應用細線通過定滑輪系在小車上，但托盤內不能裝砝碼B實驗中無需始終保持小車和砝碼的總質量遠遠大于托盤和砝碼的質量C實驗中如用縱坐標表示加速度，用橫坐標表示小車和車內砝碼的總質量，描出相應 的點在一條直線上時，即可證明加速度與質量成反比D平衡摩擦力時，小車后面的紙帶必須連好，因為運動過程中紙帶也要受阻力2. 在“探究牛頓第二定律”的實驗中，為了探究滑塊質量m0不變時，加速度與外力F的定 量關系，砝碼質量m和滑塊質量m0分別選取下列四組值： Am0500 g，m分別為50 g,70 g,100 g,1

8、25 g Bm0500 g，m分別為20 g,30 g,40 g,50 g Cm0200 g，m分別為50 g,75 g,100 g,125 g Dm0200 g，m分別為30 g,40 g,50 g,60 g 若其他操作都正確，那么在選用_組值測量 時所畫出的aF圖線較準確 圖4213. 用如圖421所示的裝置研究在作用力F一定時，小車的加速度a與小車質量m的關系， 某位同學設計的實驗步驟如下：A用天平稱出小車和小桶及內部所裝砂子的質量；B按 圖裝好實驗器材；C把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛砂桶；D將電磁打點計時器接 在6 V電壓的蓄電池上，接通電源，放開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列

9、點，并在 紙帶上標明小車質量；E保持小桶及其中砂子的質量不變，增加小車上的砝碼個數(shù)，并 記錄每次增加后的m值，重復上述實驗；F分析每條紙帶，測量并計算出加速度的值；G 作am關系圖象，并由圖象確定am關系 (1)該同學漏掉的重要實驗步驟是_，該步驟應排在_步實驗之后 (2)在上述步驟中，有錯誤的是_，應把_改為_ (3)在上述步驟中，處理不恰當?shù)氖莀，應把_改為_4.某同學設計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質量m關系的實驗，如圖422 所示，圖甲為實驗裝置簡圖(交流電的頻率為50 Hz)圖422 (1)圖乙為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為_m/s2(保留 兩位有效數(shù)

10、字) (2)保持砂和砂桶質量不變，改變小車質量m，分別得到小車加速度a與質量m及對應的 1/m，數(shù)據(jù)如下表：實驗次數(shù)12345678小車加速度a/(m·s2)1.901.721.491.251.000.750.500.30小車質量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67/kg14.003.453.032.502.001.411.000.60請在如圖423所示的方格坐標紙中畫出a1/m圖線，并依據(jù)圖線求出小車加速度a與質量倒數(shù)1/m之間的關系式是_(3)保持小車質量不變，改變砂和砂桶質量，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F的變化圖線，如圖424所示

11、該圖線不通過原點，請你分析其主要原因是_圖423 圖424【課后練習】1.在本實驗中，下列做法和理由正確的是() A實驗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，這樣會使實驗更加方便 C實驗結果不用aM圖象，而且a1/M圖象，是為了便于根據(jù)圖象直觀地作出判斷 D小車運動的加速度可用天平測出小桶和砂的質量(M和m)以及小車質量M后直接用 公式a(Mm)g/M求出(Mm)M2 兩個相同的小車并排放在光滑水平桌面上，小車前端系上細線，線的另一端跨過定滑輪 各掛一個小盤，盤里分別放有不同質量的砝碼(圖425(a)小車所受的水平拉力F 的大小可以認為等于砝碼(包括砝碼盤)所受的重力大小

12、小車后端也系有細線，用一只 夾子夾住兩根細線(圖(b)，控制兩輛小車同時開始運動和結束運動由于兩個小車初速 度都是零，運動時間又相同，xat2/2，即xa，只要測出兩小車位移x之比就等于測 出它們的加速度a之比實驗結果是： 當小車質量相同時，_； 當拉力F相等時，_.實驗中用砝碼(包括砝碼盤)所受的重力Gmg的大小作為小車所受拉力F的大小，這樣做會引起實驗誤差，為了減小這個誤差，G與小車所受重力Mg之間需要滿足的關系是：_.圖425 圖426 3用如圖426所示裝置，探究“加速度與力、質量的關系”的活動中： (1)某同學在接通電源進行實驗之前，將實驗器材組裝如圖所示請你指出該裝置中錯誤 或不妥之處：_. (2)改正實驗裝置后，該同學順利地完成 了實驗圖427是他在實驗中得 到的一條紙帶，圖中相鄰兩計數(shù)點之 間的時間間隔為0.1 s，由圖中的數(shù) 據(jù)可算得小車的加速度a為_m/s2. 4同學們在做探究加速度與物體質量和合外力的關系的實驗時： 圖427(1)甲同學為了使小車受到的合外力等于小桶和砂的總重量，他采用如下兩個措施：平衡摩擦力：將長木板無滑輪的一端下面墊一小木塊，反復移動木塊的位置，直到小車在小桶的拉動下帶動紙帶與小車一起做勻速直線運動；調整砂的多少，使砂和桶的總質量m遠小于小車和砝碼的總質量M.請問：以上哪一個措施中有重大錯誤？(2) 乙同學在實