蒙自長水實(shí)驗(yàn)中學(xué)學(xué)案15年級(jí)：高一年級(jí)學(xué)科：物理第15周編制：宋子晨做題人：宋子晨審核：周振東使用時(shí)間：2023年11月25日第頁班級(jí)：小組：姓名：4.2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道探究加速度、質(zhì)量、力三者關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方案,體會(huì)用“控制變量法”研究物理規(guī)律。2.會(huì)使用基本的力學(xué)實(shí)驗(yàn)器材獲取加速度、力、質(zhì)量等數(shù)據(jù),并作出加速度與力、加速度與質(zhì)量的關(guān)系圖像,能根據(jù)圖像得出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。3.領(lǐng)會(huì)近似思想以及化曲為直的轉(zhuǎn)化思維,知道平衡摩擦力的方法,會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差做初步分析?！局仉y點(diǎn)】1.控制變量法的熟練使用；2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理；3.實(shí)驗(yàn)的誤差分析和數(shù)據(jù)處理【導(dǎo)學(xué)流程】一、回顧舊知：電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源為，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源為，每打一個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為s。1.牛頓第一定律告訴我們，當(dāng)物體不受力或所受合力為零，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。那么是什么原因讓物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化？說明力是的原因。2.受力相同的物體，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的快慢（加速度）是相同的嗎？同樣大小的力，滿載和空載的汽車，哪個(gè)加速度大？3.加速度的大小與那些因素有關(guān)？他們的關(guān)系是什么？二、基礎(chǔ)感知（閱讀課本P88-89，并完成下列問題。）1.本實(shí)驗(yàn)為了探究加速與質(zhì)量，和力的關(guān)系，需要采用的探究方法是：。2.方案的設(shè)計(jì)，需要測(cè)量那些物理量，需要的測(cè)量工具是什么？3.實(shí)驗(yàn)過程：①探究加速度與力的關(guān)系：保持不變，改變來改變小車所受的拉力。小車所受拉力可認(rèn)為與槽碼所受的重力相等。測(cè)得不同拉力下小車運(yùn)動(dòng)的加速度，分析加速度與拉力的變化情況，找出二者之間的定量關(guān)系。②探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系：保持不變，通過在小車上來改變小車的質(zhì)量。測(cè)得不同質(zhì)量的小車在這個(gè)拉力下運(yùn)動(dòng)的加速度，分析加速度與質(zhì)量的變化情況，找出二者之間的定量關(guān)系。三、探究未知根據(jù)以上所學(xué)，寫出自己存在疑惑的問題：【深入探究】一、深入學(xué)習(xí)（一）實(shí)驗(yàn)步驟（課本89頁方法2、90頁參考案例1）：（1）測(cè)量質(zhì)量：用天平測(cè)出和重物（小盤和小盤中的砝碼）的質(zhì)量分別為M、m，并把數(shù)據(jù)記錄下來。（2）安裝器材：按上圖將實(shí)驗(yàn)器材安裝好（小車上不系細(xì)線）。（3）平衡摩擦力：在長木板無滑輪的一端下面墊一薄木板，調(diào)節(jié)其位置，直到小車下滑。（4）具體操作①將掛有小盤的細(xì)線跨過定滑輪系于小車上，接通電源后放開小車打出紙帶，取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼以及此時(shí)重物的重力mg（重物的質(zhì)量要遠(yuǎn)小車的總質(zhì)量，此時(shí)可認(rèn)為小車所受拉力F等于重物的重力mg）。②保持小車質(zhì)量M不變，往小盤上加槽碼，即改變重物的總質(zhì)量m，重復(fù)步驟①，多做幾次實(shí)驗(yàn)，每次小車從同一位置釋放，并記錄好重物的重力。③保持重物的質(zhì)量m不變，往小車上加砝碼，改變小車的質(zhì)量M，重復(fù)步驟①，多做幾次實(shí)驗(yàn)，每次小車從同一位置釋放，并記錄好加在小車上的砝碼和小車的總重力M1g、M2g、M3g……。④計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)小車的大小。注意事項(xiàng)：①平衡摩擦力時(shí)不掛重物，待整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變托盤和鉤碼的質(zhì)量，還是改變小車和砝碼的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力。②平衡摩擦力后，每次實(shí)驗(yàn)必須在滿足小車和所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和托盤的總質(zhì)量的條件下進(jìn)行。③小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且先再小車。④作圖時(shí)應(yīng)使所作的通過盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)也要盡可能地均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去。（二）數(shù)據(jù)分析（課本P91-92）（1）分析加速度a與力F的定量關(guān)系由表1中記錄的數(shù)據(jù)，以加速度a為縱坐標(biāo)，力F為橫坐標(biāo)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)描點(diǎn)，然后作出a-F圖像，如圖所示，若圖像是一條，就能說明a與F成正比。（2）分析加速度a與質(zhì)量m的定量關(guān)系由表2中記錄的數(shù)據(jù)，以a為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)描點(diǎn)，然后作出a-圖像，如圖3所示。若a-圖像是一條過原點(diǎn)的直線，說明a與成，即a與m成。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①保持物體質(zhì)量不變時(shí)，物體的加速度a與所受拉力F成；②保持拉力F不變時(shí)，物體的加速度a與質(zhì)量m成。二、合作探究1.繩拉小車的力是不是小車受到的合外力？2.什么情況下砝碼重力可以近似等于繩子拉力即小車所受的合外力？3.如何來平衡摩擦力？4.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)使用了如圖所示的裝置，木板放在水平桌面上，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率為50Hz。（1）實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一段紙帶，每五個(gè)點(diǎn)為一計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)得xAB=7.65cm，xBC=10.17cm，實(shí)驗(yàn)測(cè)出小車的加速度大小為m/s2（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。（2）若直接按圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以沙和沙桶的總重力F為橫坐標(biāo)，通過紙帶分析得到的加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a-F圖像合理的是。ABCD（3）實(shí)驗(yàn)中，沙和沙桶的總重力（選填“大于”“小于”或“等于”）繩子對(duì)小車的拉力，為了讓沙和沙桶的總重力大小更接近繩子對(duì)小車的拉力，應(yīng)讓沙和沙桶的總質(zhì)量（選填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）小車的質(zhì)量。（4）若（2）中四個(gè)圖像的圖線（包括B、C中的直線部分）的斜率都為k，k可能與什么有關(guān)？。【隨堂練習(xí)】1.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置進(jìn)行驗(yàn)證：當(dāng)質(zhì)量m一定時(shí)，加速度a與力F成正比的關(guān)系，其中F＝m2g，m＝m1＋m2（m1為小車及車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量，m2為桶及桶中砝碼的總質(zhì)量）。具體做法是：將小車從A處由靜止釋放，用速度傳感器測(cè)出它運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)的速度v，然后將小車內(nèi)的一個(gè)砝碼拿到小桶中，小車仍從A處由靜止釋放，測(cè)出它運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)對(duì)應(yīng)的速度，重復(fù)上述操作。圖中A、B相距x。（1）設(shè)加速度大小為a，則a與v及x間的關(guān)系式是。（2）如果實(shí)驗(yàn)操作無誤，四位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出了下列圖像，其中哪一個(gè)是正確的()A．B．C．D．（3）下列哪些措施能夠減小本實(shí)驗(yàn)的誤差________A．實(shí)驗(yàn)中必須保證m2?m1B．實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力C．細(xì)線在桌面上的部分應(yīng)與長木板平行D．圖中A、B之間的距離x盡量小些2.（1）某同學(xué)在做驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，正確操作后通過測(cè)量，作出a—F圖線，如圖中的實(shí)線所示。試分析：圖線上部彎曲的原因是。（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交