人教版高中物理必修第一册第4章运动和力的关系2实验：探究加速度与力、质量的关系课件.pptVIP

答案:(1)图像如图所示(2)a-m图像是曲线,难以找出规律;a-图像是直线,容易找出规律。解析:清楚a-F图像及a-图像的性质,便于正确作图。此题探究加速度与力、质量的关系,意在培养数据处理等科学探究能力。实验数据的处理方法——图像法、“化曲为直”法(1)研究加速度a和力F的关系。以加速度a为纵坐标,力F为横坐标,根据测量数据描点,然后作出图像,如图所示,若图像是一条通过原点的直线,就能说明a与F成正比。(2)研究加速度a与质量m的关系。如图甲所示,因为a-m图像是曲线,检查a-m图像是不是双曲线,就能判断它们之间是不是反比例关系,但检查这条曲线是【例题3】图甲是用来探究加速度和力之间关系的实验装置示意图,图乙是其俯视图。两个相同的小车,放在带有定滑轮的木板上(事先通过调节木板与水平面间的夹角来平衡小车受到的阻力),前端各系一条细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘里放有砝码。两个小车后端各系一条细线,细线后端用夹子固定,打开夹子,小盘和砝码牵引小车运动,合上夹子,两小车同时停止运动。三、创新型实验(1)用刻度尺测出两小车的位移,位移之比就等于它们的之比。?(2)为了探究加速度大小和力大小之间的关系,应保持两个(选填“小车”或“小盘和砝码”)的质量相等。?(3)为减小误差,应使小盘和砝码的总质量尽可能(选填“小于”“等于”或“大于”)小车质量。?答案:(1)加速度(2)小车(3)小于解析:(1)根据初速度为零的匀变速直线运动位移时间关系x=at2,两小车运动时间相等,位移与加速度成正比。(2)根据控制变量法,要探究加速度和力之间的关系,需要小车的质量保持不变,即两小车质量相等。(3)实验中用小盘和砝码的重力作为小车受到的拉力。只有在小盘和盘中砝码的质量远远小于小车的质量时,绳对小车拉力的大小近似等于小盘和盘中砝码的重力。此题是采用控制变量法探究加速度和力之间关系的创新实验,逐步培养科学探究能力。1.控制变量法:当研究多个物理量的变化规律时,为了简便,可设计保持其他物理量不变,只研究剩余两个变化物理量的关系,这种方法叫作控制变量法。两个相同的小车放在光滑水平面上,前端各系一条细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中各放数目不等的砝码,就可以验证质量一定的条件下,加速度与力的关系。2.对比实验法:对比实验法在物理实验中经常用到。两小车后端各系一条细绳,两细绳一起被一个夹子夹着而使小车静止(如图所示)。打开夹子,两小车同时开始运动,关上夹子,两小车同时停下来。用刻度尺测出两小车通过的位移,位移之比就等于它们的加速度之比。课堂小结随堂练习第四章运动和力的关系2.实验:探究加速度与力、质量的关系实验探究·新知导学典例精讲·释疑解惑随堂练习课标定位1.通过实验探究加速度与力、质量的定量关系。2.会测量加速度,掌握利用图像法处理实验数据的方法。素养阐释1.通过实验探究加速度与物体受力、物体质量的关系,学会用控制变量法研究物理规律。2.通过分析和处理实验数据,培养学生运用数学方法的能力,提高科学探究能力。实验探究·新知导学一、实验目的1.学会用控制变量法探究物理规律;2.探究加速度与力、质量的关系;3.掌握利用图像处理数据的方法。二、实验原理1.控制变量法:(1)控制小车质量不变,研究小车的加速度a与受力F的关系;(2)控制小车受力F不变,研究小车的加速度a与其质量的关系。2.需要测量的量:(1)小车与砝码总质量;(2)小车所受拉力F;(3)小车的加速度a。三、实验器材小车、砝码、槽码、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、交变电源、纸带、刻度尺、天平。四、实验步骤1.用天平测出小车的质量,并把数值记录下来。2.按如图所示的装置把实验器材安装好(小车上先不系绳)。3.平衡小车受到的阻力:在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块,反复移动木块位置,直到轻推小车在斜面上运动时,小车可保持匀速直线运动(纸带上相邻两点间距离相等)为止。4.将槽码用细绳绕过定滑轮系在小车上,在小车上加放适量的砝码,用天平测出槽码的质量m,记录下来。接通电源,放开小车,待打点计时器在纸带上打好点后取下纸带,并设计表格如下。表1次数12345小车加速度a/(m·s-2)?????拉力F/N?????5.保持小车(含砝码)的质量不变,改变槽码的个数,再做5次实验。6.用公式Δx=aT2或a=求得小车的加速度a,并记录到表格中。7.保持小车(含砝码)所受的拉力不变,增减小车上加放砝码的质量,重复上面的实验