【志鴻全優(yōu)設(shè)計(jì)】高中物理 第3章2探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系目標(biāo)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(xí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)1學(xué)會(huì)用控制變量法探究物理規(guī)律2全面正確地認(rèn)識(shí)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(diǎn)：a與f、m的關(guān)系難點(diǎn)：圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)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(shí)，先保持質(zhì)量不變，測(cè)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(cè)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(gè)參量不變，研究某兩個(gè)參量之間變化關(guān)系的方法叫控制變量法實(shí)驗(yàn)器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小盤、砝碼、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平（帶有一套砝碼）、刻度尺實(shí)驗(yàn)步驟：1用天平測(cè)出小車和小盤的質(zhì)量m和m，把數(shù)值記錄下來(lái)2按圖所示把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，此時(shí)不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上（即不給小車施加牽引力）3平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木板，反復(fù)移動(dòng)薄木板的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)能保持勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)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(xì)繩系在小車上并繞過(guò)定滑輪懸掛小盤，先接通電源再放開(kāi)小車，取下紙帶，在打點(diǎn)紙帶上標(biāo)上紙帶號(hào)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(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)中的方法（xat 2）算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的小車的加速度a7用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上畫出相應(yīng)的點(diǎn)若這些點(diǎn)在一條直線上，便說(shuō)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(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示小車及砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，在坐標(biāo)平面上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出相應(yīng)的點(diǎn)如果這些點(diǎn)在一條直線上，說(shuō)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(shí)驗(yàn)序號(hào)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(shí)驗(yàn)序號(hào)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(xiàng)：1平衡摩擦力時(shí)不要掛重物，整個(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中必須滿足小車和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)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(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱分布在所作直線兩側(cè)離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，可舍去不予考慮5小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且先接通電源再放手在預(yù)習(xí)中還有哪些問(wèn)題需要你在聽(tīng)課時(shí)加以關(guān)注？請(qǐng)?jiān)谙铝斜砀裰凶鰝€(gè)備忘吧！我的學(xué)困點(diǎn)我的學(xué)疑點(diǎn)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1在本探究實(shí)驗(yàn)中，為什么可用相同時(shí)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(shí)驗(yàn)在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)畫的是a1/m圖像而不是畫am圖像4試總結(jié)：怎樣由實(shí)驗(yàn)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(yàn)證質(zhì)量一定加速度a與合外力f的關(guān)系時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(guò)原點(diǎn)的原因是_；產(chǎn)生乙圖像不過(guò)原點(diǎn)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(shí)驗(yàn)中，應(yīng)用了控制變量法當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，研究加速度和合力的關(guān)系，即af，當(dāng)力一定時(shí)，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(duì)小車運(yùn)動(dòng)的影響，必須將木板無(wú)滑輪的一端稍微墊高一些，用重力的分力來(lái)抵消摩擦力，以使小車不掛重物時(shí)恰能勻速運(yùn)動(dòng)3重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量：只有在砝碼（連同小盤）質(zhì)量m0遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(rèn)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(shí)，下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的思路和數(shù)據(jù)分析中，正確的是（）a實(shí)驗(yàn)的基本思想是：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2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(guò)細(xì)繩對(duì)小車施加的拉力d“平衡摩擦力”時(shí)應(yīng)將小車在鉤碼通過(guò)細(xì)繩和滑輪而拉動(dòng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(cè)量時(shí)所畫出的圖線較準(zhǔn)確（2）在選用此組值時(shí)，m取_時(shí)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時(shí)，已接通電源正要釋放紙帶時(shí)的情況（1）請(qǐng)你指出該同學(xué)的五個(gè)差錯(cuò)：電源_；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器位置_；滑輪位置_；小車位置_；長(zhǎng)木板_（2）在該實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中_不同；圖b中圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因是_提示：用最精練的語(yǔ)言把你當(dāng)堂掌握的核心知識(shí)的精華部分和基本技能的要領(lǐng)部分寫下來(lái)并進(jìn)行識(shí)記知識(shí)精華技能要領(lǐng)答案：活動(dòng)與探究1：1答案：在本探究實(shí)驗(yàn)中，小車做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)由勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式xat2，運(yùn)動(dòng)時(shí)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(shí)再加一個(gè)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(shí)驗(yàn)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(yán)謹(jǐn)因?yàn)橹本€最直觀，所以此時(shí)，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(jìn)行分析4答案：由實(shí)驗(yàn)圖像可知，在m一定時(shí)，是一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)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(shí)，a圖像是過(guò)原點(diǎn)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(guò)高木板傾角過(guò)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(shuō)明小車重力沿木板的分力遠(yuǎn)大于摩擦力，木板傾角過(guò)大，即平衡摩擦力過(guò)度；乙圖中，f0，a0，說(shuō)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(dāng)f較大時(shí)，即小盤和砝碼的質(zhì)量較大時(shí)，小車的質(zhì)量遠(yuǎn)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(dāng)堂檢測(cè)1abc解析：本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的思路且道理符合要求2bc解析：在小車的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦阻力是永恒存在、無(wú)法使之為零的，故a選項(xiàng)錯(cuò)誤；平衡摩擦力的實(shí)質(zhì)就是讓小車軌道具有合適的傾角而成為一個(gè)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(jìn)而使小車所