【教學(xué)】 實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系教學(xué)

2實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系第四章運動和力的關(guān)系新課引入新課引入推車的人越多，推力越大，車的速度改變就越快。相同推力下，若汽車是空車，則比滿載時速度改變快。汽車獲得的加速度與其質(zhì)量和所受外力有關(guān)。生活現(xiàn)象新課引入對同一物體，作用力越大，加速度越大；對不同物體，在相同力的作用下，物體質(zhì)量越小，加速度越大。猜想內(nèi)容講解一、實驗?zāi)康牧|(zhì)量加速度加速度探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系二、實驗設(shè)計整體思路可能影響加速度的因素有兩個，一是質(zhì)量，二力外力。怎樣才能判斷某一可能因素是否對加速度有影響呢？控制變量法。在探究質(zhì)量對加速度的影響時，控制合外力不變，改變研究對象質(zhì)量的大小，觀察加速度的變化。在探究外力對加速度的影響時，探究研究對象的質(zhì)量不變，改變外力的大小，觀察研究對象加速度的變化。二、實驗設(shè)計要測量的物理量力質(zhì)量加速度二、實驗設(shè)計物理量的測量可通過改變加上小車上的鉤碼的質(zhì)量來實現(xiàn)對小車質(zhì)量的改變，可通過天平來測量小車的質(zhì)量。1.質(zhì)量的測量2.加速度的測量方法一根據(jù)位移與時間的關(guān)系式測量因為小車做初速度為0的勻加速直線運動，根據(jù)位移與時間的關(guān)系式可得其中時間和位移可通過紙帶上的點跡來獲得。二、實驗設(shè)計物理量的測量2.加速度的測量方法二逐差法求加速度將6個時間段分成3組，X1、X4一組，X2、X5一組，X3、X6一組。分別根據(jù)每一組的數(shù)據(jù)求加速度。于是有二、實驗設(shè)計物理量的測量2.加速度的測量方法三求加速度的比例關(guān)系因為實驗探究的是加速度與其他物理量之間的比例關(guān)系，故測量不同情況下加速度的比值也是可以的。由位移與時間的關(guān)系可知，如果物體運動的時間相等，那么物體運動的加速度之比即為位移之比，即通過紙帶上的點跡完全可以控制所研究的時間段相等。二、實驗設(shè)計物理量的測量3.力的控制與測量可通過改變小盤中鉤碼的質(zhì)量來實現(xiàn)對小車拉力的控制。將木板靠近打點計時器的端墊起，可使重力沿木板的分來平衡小車所受的摩擦力。三、進行實驗測量1安裝2平衡摩擦力3用天平測量小盤和砝碼的質(zhì)量m′和小車的質(zhì)量m。把實驗器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細繩系在小車上(即不給小車牽引力)。在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，使小車能勻速下滑。三、進行實驗施放小車4改變拉力5求加速度6小盤通過細繩繞過定滑輪系于小車上，先接通電源后放開小車，斷開電源，取下紙帶編號碼。保持小車的質(zhì)量m不變，改變小盤和鉤碼的質(zhì)量m′，重復(fù)步驟(4)。在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，測加速度a，并記錄數(shù)據(jù)。三、進行實驗施放小車4改變質(zhì)量7求加速度8小盤通過細繩繞過定滑輪系于小車上，先接通電源后放開小車，斷開電源，取下紙帶編號碼。在步驟(4)的基礎(chǔ)上，保持小盤中鉤碼的數(shù)量不變，改變小車的質(zhì)量，重復(fù)步驟（4）。在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，測加速度a，并記錄數(shù)據(jù)。四、數(shù)據(jù)分析繪制a-F圖像。若這些點大致在同一條直線上，故可以判斷在質(zhì)量一定時，物體的加速度與其所受的合外力成正比。分析a~F四、數(shù)據(jù)分析若這些點大致在同一條直線上，故可以判斷在質(zhì)量一定時，物體的加速度與其所受的合外力成正比。若加速度的大小隨質(zhì)量的增大而減小。但這時僅從圖像上不能判斷加速度就一定與質(zhì)量成反比，因為也有可能是其他的函數(shù)關(guān)系，如二次函數(shù)，擺線。繪制a-m圖像。分析a~m四、數(shù)據(jù)分析繪制a-1/m(a-1/m2)圖像。要驗證加速度是否與質(zhì)量成反比，可繪制a-1/m圖像，若描出的點在同一直線上，則a與1/m成正比，即a與m成反比；要驗證加速度是否與質(zhì)量的平方成反比，則可繪制a-1/m2圖像，若描出的點在同一直線上，則a與1/m2成正比，即與m2成反比。分析a~m四、數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論在物體的質(zhì)量一定時，加速度的大小與合外力的大小成正比。在物體所受的合外力一定時，加速度的大小與此物體的質(zhì)量成反比。五、誤差分析系統(tǒng)誤差Fmm?+m隨機誤差摩擦力平衡不準確、質(zhì)量測量不準確、計數(shù)點間距測量不準確、紙帶和細繩不嚴格與木板平行都會引起誤差。典題剖析典題剖析例1

某實驗小組利用如圖所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。(1)下列做法正確的是________(填字母代號)。A.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行B.在調(diào)節(jié)長木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上C.實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源D.通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度AD典題剖析例

某實驗小組利用如圖所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。(2)當木塊(及木塊上的砝碼)的質(zhì)量M與小桶(包括桶內(nèi)砝碼)的質(zhì)量m的大小關(guān)系滿足_______時，才可以認為細繩對木塊的拉力大小等于桶及桶中砝碼的重力。(3)如右圖是甲、乙兩同學(xué)研究了加速度與力的關(guān)系，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的