【志鴻全優(yōu)設(shè)計】高中物理 第3章2探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系目標導(dǎo)學(xué) 教科版必修1.doc

2探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系學(xué)習目標重點難點1學(xué)會用控制變量法探究物理規(guī)律2全面正確地認識加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系3掌握利用圖像處理數(shù)據(jù)的方法重點：a與f、m的關(guān)系難點：圖像法處理實驗數(shù)據(jù)實驗原理：控制變量法：加速度a和質(zhì)量m、外力f都有關(guān)系研究它們之間的關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變，測量物體在不同的力的作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系；再保持物體所受的力相同，測量不同質(zhì)量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)系這種先控制某個參量不變，研究某兩個參量之間變化關(guān)系的方法叫控制變量法實驗器材：打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、砝碼、夾子、細繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平（帶有一套砝碼）、刻度尺實驗步驟：1用天平測出小車和小盤的質(zhì)量m和m，把數(shù)值記錄下來2按圖所示把實驗器材安裝好，此時不要把懸掛小盤的細繩系在小車上（即不給小車施加牽引力）3平衡摩擦力：在長木板不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木板，反復(fù)移動薄木板的位置，直至小車在斜面上運動時能保持勻速運動狀態(tài)，這時小車拖著紙帶運動受到的摩擦力恰好與小車所受的重力沿斜面方向的分力平衡4把細繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛小盤，先接通電源再放開小車，取下紙帶，在打點紙帶上標上紙帶號碼5保持小車的質(zhì)量不變，在小盤內(nèi)放入質(zhì)量為m的砝碼，重復(fù)步驟4；在小盤內(nèi)分別放入質(zhì)量為m、m、的砝碼再重復(fù)步驟4，注意m、m、m、的數(shù)值都要記錄在紙帶上（或表格內(nèi)）6在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，按“測定勻變速直線運動的加速度”實驗中的方法（xat 2）算出每條紙帶對應(yīng)的小車的加速度a7用縱坐標表示加速度，橫坐標表示力，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標平面上畫出相應(yīng)的點若這些點在一條直線上，便說明加速度與作用力成正比，即或af8保持砝碼和小盤的總質(zhì)量不變，在小車上依次加不同質(zhì)量的砝碼（也必須做好記錄），重復(fù)上述步驟4和步驟6用縱坐標表示加速度，橫坐標表示小車及砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，在坐標平面上根據(jù)實驗結(jié)果畫出相應(yīng)的點如果這些點在一條直線上，說明加速度與質(zhì)量成反比，即或a數(shù)據(jù)處理：1物體的質(zhì)量一定，加速度與受力的關(guān)系實驗序號加速度a/（ms2）小車受力f/n123根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，作出af圖像，分析并得出結(jié)論2物體的受力一定，加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗序號加速度a/（ms2）小車質(zhì)量m/kg123根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，作出a圖像，分析并得出結(jié)論注意事項：1平衡摩擦力時不要掛重物，整個實驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變盤和砝碼的質(zhì)量還是改變小車及砝碼的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力2實驗中必須滿足小車和砝碼的總質(zhì)量遠大于小盤和砝碼的總質(zhì)量只有如此，砝碼和小盤的總重力才可視為與小車受到的拉力相等3各紙帶上的加速度a，都應(yīng)是該紙帶上的平均加速度4作圖像時，要使盡可能多的點在所作直線上，不在直線上的點應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線兩側(cè)離直線較遠的點是錯誤數(shù)據(jù)，可舍去不予考慮5小車應(yīng)靠近打點計時器且先接通電源再放手在預(yù)習中還有哪些問題需要你在聽課時加以關(guān)注？請在下列表格中做個備忘吧！我的學(xué)困點我的學(xué)疑點探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1在本探究實驗中，為什么可用相同時間內(nèi)的位移之比表示加速度之比？2為什么要平衡摩擦力？3試討論分析：為什么本實驗在處理實驗數(shù)據(jù)時畫的是a1/m圖像而不是畫am圖像4試總結(jié)：怎樣由實驗結(jié)果得出結(jié)論？某同學(xué)利用小盤和砝碼牽引小車的方法，驗證質(zhì)量一定加速度a與合外力f的關(guān)系時，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖甲、乙所示的af圖像，產(chǎn)生甲圖像不過原點的原因是_；產(chǎn)生乙圖像不過原點且彎曲的原因是_1在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，應(yīng)用了控制變量法當質(zhì)量一定時，研究加速度和合力的關(guān)系，即af，當力一定時，研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系，即a2平衡摩擦力：為了消除摩擦力對小車運動的影響，必須將木板無滑輪的一端稍微墊高一些，用重力的分力來抵消摩擦力，以使小車不掛重物時恰能勻速運動3重物的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量：只有在砝碼（連同小盤）質(zhì)量m0遠遠小于小車質(zhì)量m的前提下，小車所受的拉力f才近似地認為等于砝碼（連同小盤）的重力m0 g1在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，下列關(guān)于實驗的思路和數(shù)據(jù)分析中，正確的是（）a實驗的基本思想是：保持物體的質(zhì)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(guān)系b實驗的基本思想是：保持物體所受力相同，測量質(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在處理實驗數(shù)據(jù)時，以a為縱坐標，f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2在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，關(guān)于平衡摩擦力的說法中正確的是（）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的下滑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鉤碼通過細繩對小車施加的拉力d“平衡摩擦力”時應(yīng)將小車在鉤碼通過細繩和滑輪而拉動運動過程中進行調(diào)整3在保持質(zhì)量不變，探究加速度與物體受力之間關(guān)系的實驗中（使用教材提供的裝置），小車質(zhì)量m和砝碼質(zhì)量m分別選取下列四組值am500 g，m分別為50 g、70 g、100 g、125 gbm500 g，m分別為20 g、30 g、40 g、50 gcm200 g，m分別為50 g、75 g、100 g、125 gdm200 g，m分別為30 g、40 g、50 g、60 g（1）如果其他操作都正確，那么在選用_組值測量時所畫出的圖線較準確（2）在選用此組值時，m取_時實驗誤差較大4如圖所示是某同學(xué)做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時，已接通電源正要釋放紙帶時的情況（1）請你指出該同學(xué)的五個差錯：電源_；打點計時器位置_；滑輪位置_；小車位置_；長木板_（2）在該實驗中，某同學(xué)作出了如圖所示的a、b兩圖像，圖a中三線表示實驗中_不同；圖b中圖線不過原點的原因是_提示：用最精練的語言把你當堂掌握的核心知識的精華部分和基本技能的要領(lǐng)部分寫下來并進行識記知識精華技能要領(lǐng)答案：活動與探究1：1答案：在本探究實驗中，小車做初速度為0的勻加速直線運動由勻加速直線運動的位移公式xat2，運動時間t相等，故有ax，即，可用兩車的位移之比表示加速度之比2答案：若物體放在斜面上，恰能勻速下滑，物體所受合力為零若此時再加一個沿斜面向下的拉力f，如圖所示，力f就等于物體受到的合力3答案：本實驗若畫am圖像，可以得到一條類似于雙曲線的曲線，給我們暗示了am之間可能存在反比關(guān)系，但曲線是雙曲線的判斷并不夠嚴謹因為直線最直觀，所以此時，我們必須想辦法把曲線轉(zhuǎn)換成直線，也就是作出a1/m圖像，再進行分析4答案：由實驗圖像可知，在m一定時，是一條過坐標原點的傾斜直線，物體的加速度跟作用力成正比，即af，在f一定時，a圖像是過原點的傾斜直線，物體的加速度跟質(zhì)量成反比遷移與應(yīng)用：答案：木板墊得過高木板傾角過小或未墊木板平衡摩擦力，小盤和砝碼的質(zhì)量較大解析：甲圖中，f0，a0，說明小車重力沿木板的分力遠大于摩擦力，木板傾角過大，即平衡摩擦力過度；乙圖中，f0，a0，說明小車重力沿木板的分力小于摩擦力，即平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力；當f較大時，即小盤和砝碼的質(zhì)量較大時，小車的質(zhì)量遠小于小盤和砝碼的質(zhì)量這一條件得不到滿足，圖線變成曲線當堂檢測1abc解析：本實驗是利用控制變量法得到a、f、m三者的關(guān)系，a、b、c所述符合實驗的思路且道理符合要求2bc解析：在小車的運動過程中受到的摩擦阻力是永恒存在、無法使之為零的，故a選項錯誤；平衡摩擦力的實質(zhì)就是讓小車軌道具有合適的傾角而成為一個斜面，從而使小車所受的重力沿斜面向下的分力mgsin與摩擦阻力f相平衡，進而使小車所