新教材物理山東科技版5.2科學探究加速度與力質量的關系

第節(jié)2科學探究：加速度與力、質量的關系高中物理必修第一冊第5章1．學會用控制變量法研究物理規(guī)律。2．掌握利用圖像法處理數(shù)據(jù)的方法，探究加速度與力、質量的關系。3．學會與他人合作、交流完成探究過程和結果，提升科學推理論證的能力。學習目標1.力是改變物體運動狀態(tài)的原因2.質量越大，慣性越大，物體的運動狀態(tài)越難改變牛頓第一定律a與物體的合外力F，m有關引入產生了a體驗一對某一物體，受到的力越大，其運動狀態(tài)越容易改變，即加速度越大。在課本上撒一些碎紙片和一些小石子，用力使勁吹，觀察現(xiàn)象。對不同的物體，受到相同的力，質量越小的，其運動狀態(tài)越容易改變，即加速度越大。體驗二m一定，a∝F；

在課本上撒一些碎紙片，先用嘴輕吹，再用力使勁吹，觀察現(xiàn)象。猜想與假設

思考：物體的加速度與力、質量有什么定量關系？實驗的基本思路是什么呢？實驗探究探究加速度與力、質量的關系“加速度”與“力”、“質量”二個物理量均有關系，應該如何探究它們的關系？控制變量法保證質量一定，探究加速度與力的關系保證合外力一定，探究加速度與質量的關系實驗目的定量探究加速度與力、質量的關系實驗方法實驗器材帶滑輪的木板、薄墊塊、小車、細繩、重物（小鉤碼或沙桶）、打點計時器、紙帶、交變電流、天平、砝碼、刻度尺實驗原理與設計如何測量加速度、力、質量？質量天平加速度？力？

.......0123456

利用打點計時器進行實驗，根據(jù)紙帶上打出的點可測量加速度。（2）如何提供并測量小車所受的恒力問題？

Tf

問題1：在水平桌面上運動小車的合外力是由什么力提供？

消掉摩擦力改進后的裝置圖

O

小車所受到的合外力等于細線上的拉力粗糙斜面上，用懸吊重物的方法為小車提供拉力,通過改變增減重物的質量就可改變小車受到的拉力。思考1：繩子的拉力等于鉤碼的重力嗎？為什么？不等于！因為鉤碼向下加速，所以繩子的拉力小于鉤碼的重力。思考2：什么情況下鉤碼重力可以近似等于繩子拉力？當砝碼質量比小車質量小得多時，繩子的拉力近似等于砝碼的重力，即小車受到合外力近似等于砝碼的重力?？刂谱兞糠ūＷC質量一定，探究加速度與力的關系保證合外力一定，探究加速度與質量的關系如何改變合外力的大?。客ㄟ^改變懸掛鉤碼的數(shù)量來改變如何改變運動物體的質量？通過改變小車上砝碼的數(shù)量來改變

實驗步驟數(shù)據(jù)處理1.探究加速度與合力的關系(保證小車質量不變)實驗序號加速度α(m/s2)拉力F(N)10.100.14620.200.30230.300.42840.400.59250.500.751如何處理數(shù)據(jù)能更直觀的得出結論？F/Na/(m·s-2)0.150.300.450.600.75

2.探究加速度與質量的關系(保證小車合力不變)實驗序號加速度α(m/s2)質量m/kg10.4000.86120.5000.69230.7500.47041.0000.35251.2000.290質量倒數(shù)（kg-1）2.502.001.331.000.83m/kga/(m·s-2)0.20.40.60.81.0

a/(m·s-2)0.20.40.60.81.0

實驗結論F/N0.150.300.450.600.75

0.20.40.60.81.0

a/(m·s-2)a/(m·s-2)注意事項（1）平衡摩擦時，不能掛重物。整個實驗過程只需平衡一次摩擦。（2）實驗時，先接通電源，后釋放小車。（3）為了保證細線的拉力等于小車受到的牽引力，細線要與木板保持平行。（4）為了充分利用紙帶，每次開始時，小車應盡量靠近打點計時器，為防止小車翻到地面，要在小車碰到滑輪前用手擋住小車。

①甲同學漏掉的重要實驗步驟是

，該步驟應排在步驟

之后.②在上述步驟中，有錯誤的是步驟

，應把

改為

。答案平衡摩擦力B③在上述步驟中，處理不恰當?shù)氖遣襟E

，應把

改為

.D6V電壓的蓄電池6V以下的交流電源

解析

(2)乙同學根據(jù)實驗要求安裝的實驗裝置如圖(圖為已接通電源剛要釋放紙帶的情況)，請改正乙同學的五個錯誤.①電源

；②電磁打點計時器位置

；③滑輪位置

；④小車位置

；⑤長木板

。答案解析應用6V以下的交流電源應靠右端應使細繩平行于木板應靠近打點計時器應墊高右端以平衡摩擦力解析：電磁打點計時器應使用低壓(6V以下)交流電源，且要固定在長木板無滑輪的一端，即應靠右端；釋放小車時，小車應靠近打點計時器；連接小車的細繩應平行于木板，故應調節(jié)滑輪位置使細繩平行于木板；實驗時應平衡摩擦力，使小車所受重力沿木板方向的分力與小車所受摩擦力平衡，故應墊高長木板右端以平衡摩擦力。

表一F/N1.002.003.004.00a/(m·s－2)1.903.955.857.62表二

0.520.670.801.00a/(m·s－2)1.532.102.493.10(1)