《探究加速度與力質量的定量關系》

粵教版必修1第四章《力與運動》第三節(jié)探究加速度與力、質量的定量關系一.知識回顧問題1：小車運動的加速度與力、質量是怎樣的定性關系？請猜測它們之間是怎樣的定量關系？用數學公式如何表達？問題3：能否用該實驗方案探究定量關系呢？要是能，如何測得a、F、M三個物理量？用哪些實驗儀器測量？問題2：要研究a、F、M三個物理量的定量關系要用到哪一種實驗方法？是否要測得它們的準確值？F越大，a越大，M越大a越?。籥與F成正比，a與M成反比；控制變量法；要能；；天平、米尺、秒表Lh問題4：三個物理量的測量的難易程度（難或易）和精確度（高或低）如何？F忽略摩擦，精確度不高；t測量難度大，精確度不高二.實驗方案的優(yōu)化問題5：針對a的誤差，能否用我們學過的實驗儀器更精確算得加速度？請你設計對本實驗的優(yōu)化方案？用到哪些實驗儀器？并寫出加速度的計算方法？（討論）在木板上端固定打點計時器，記錄小車的運動軌跡；打點計時器、紙帶、低壓交流電源、導線；問題6：摩擦力仍不能消除，能否畫出小車的受力示意圖？并寫出合力的表達式？問題7：同一小車在斜面上運動，可以通過改變哪個物理量改變合力的大小？如何改變？二.實驗方案的優(yōu)化問題8：能否讓運動的小車受的合力為零？要是能，摩擦力能否可求？小車做什么運動？理論根據是什么？該運動小車能否靜止釋放？要是不能，該怎么操作？（討論）GNfLh優(yōu)化方案1改變斜面傾角；改變木塊的位置能；；能；勻速直線運動；受力平衡；不能，輕推小車給小車初速度平衡摩擦力問題9：如何直觀判斷小車是否平衡摩擦力？當只改變小車的質量M時，合力是否為零？是否需要再次平衡摩擦力？紙帶點跡間隔均勻；零；不需要平衡摩擦力：帶紙帶，與M無關問題11：請畫出小車的受力示意圖？繩子向哪個方向拉小車可使F＝T？T是否有計算公式求解？問題13：鉤碼與小車的運動性質是否相同？請對鉤碼受力分析？繩子的拉力與鉤碼的重力相等嗎？二.實驗方案的優(yōu)化優(yōu)化方案2問題14：比較拉力和鉤碼重力的大??？當小車加速度很小時，能否近似認為

？若鉤碼的質量近似為零或小車的質量近似為零，小車的加速度分別是多少？你猜測影響加速度大小主要因素是什么？GNfTGT問題12：繩子對小車和對砝碼盤的拉力是否相等？T；

；不可求相等相同；不相等G>T；能；0；g繩子與木板平行實驗條件：M>>m（課后探究）問題10：平衡摩擦力后，能否再對小車施加一個力，使小車加速下滑？如何設計？（討論）可以；用繩子懸掛重物拉小車加速度下滑？三.實驗方法與數據處理：保持小車M的質量不變，改變合外力（鉤碼的重力）

問題1：要探究a與F的定量關系，要保持哪個物理不變，改變哪個物理量，如何改變？問題2：本實驗要記錄哪些實驗數據？記錄幾組數據？請設計好你的實驗數據記錄表？實驗次數砝碼與砝碼盤總質量m(kg)合力F合(N)：F合＝mg加速度a（m/s2)a/F合比值小車的質量M＝

kg問題3：若a與F合是正比例關系，如何處理實驗數據驗證？（1）計算法：比較是否相等（2）圖象法：做a-F合圖象，看是否是一條經過原點的傾斜直線三.實驗方法與數據處理：問題4：要探究a與M的定量關系，要保持哪個物理不變，改變哪個物理量，如何改變？保持合外力（鉤碼的總重力）不變，改變小車M的質量（車上加減砝碼）問題5：本實驗要記錄哪些實驗數據？記錄幾組數據？請設計好你的實驗數據記錄表？砝碼與砝碼盤的總質量M＝

kg實驗次數小車的質量M(kg)加速度a（m/s2)Ma乘積問題6：若a與M是反比例關系，如何處理實驗數據驗證？（1）計算法：比較是否相等（2）圖象法：做a-1/M圖象，看是否是一條經過原點的傾斜直線四.實驗操步驟問題：請根據分析的優(yōu)化實驗方案2，寫出實驗操作的步驟？1．用天平測出小車的質量M和小盤與砝碼的總質量m，把數據記錄下來．2．把實驗器材安裝好，平衡摩擦力．3．保持小車和砝碼的質量不變，改變小盤和砝碼的總質量m做4次實驗．4．算出每條紙帶對應的加速度的值．5．用縱坐標表示a，橫坐標表示F，即小盤與砝碼的總重力mg，根據實驗結果在坐標平面上描出相應的點并作圖線．6．保持小盤和砝碼的質量不變，在小車上加砝碼，重復上面的實驗用縱坐標表示a，橫坐標表示小車和車內砝碼總質量的倒數，在坐標平面上根據實驗結果描出相應的點并作出圖線．五、實驗方案對比實驗方案F與a的測量用到了哪些知識？（1）合外力的測量：通過受力分析確定（2）加速度的測量：通過運動學公式確定相同點F與a的計算表達式？不相同點造成實驗誤差的原因？問題7：方案2拉力大小不準確是造成實驗誤差的主要原因，能否用我們學過的測量力的大小的儀器準確測出拉力，請?zhí)岢瞿愕脑O計方案？（討論）（1）忽略了摩擦力（2）測量時間誤差較大拉力近似等于砝碼和砝碼盤的重力方案3方案4課堂小結：探究加速度與力、質量的定量關系控制變量法運動學公式受力分析，平衡摩擦力，m<<M，F(xiàn)=mg天平測量數據處理：計算法圖像法結論：實驗模型：實驗方案的再優(yōu)化（儀器的改進）問題：小車在木板上運動受摩擦力是影響本實驗精確度的主要因素，請大家閱讀課本，分析氣墊導軌是如何減小摩擦力，如何計算滑塊運動的加速度？并對比學過的實驗方案有何優(yōu)點為？（作業(yè)）

【優(yōu)勢一】去掉摩擦力的影響----使用氣墊導軌滑塊在氣墊導軌上運動，導軌上的小孔噴出的氣流使滑塊懸浮在導軌上，使滑塊所受的摩擦力減小到可以忽略不計的程度。研究對象滑塊所受的合外力簡化為滑塊所受的細繩拉力F。問題1：畫出滑塊的受力示意圖，求出合力？與方案二比較哪個更容易操作？實驗模型分析方案三問題2