高中物理第四节力的合成Word文档格式.docx

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通过运动员用大小，不同的力踢球这一事例可以使我们做出什么样的猜想？

球在被踢瞬间力大，加速度大；

力小，加速度小；

用力方向不同，物体运动方向不同。

思考与讨论2：

通过教材图5-11中的两个事例，可得到什么样的结论？

产生的加速度大小还与物体的质量有关，且物体的质量越大相同的力产生的加速度越小。

2、探究a与F、m的定量关系（根据提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估进行）

由于本实验要研究a、F和m三者的定量关系，因而需要采用控制变量的方法分三步进行。

一是保持物体的质量不变，测量物体在不同力作用下的加速度，研究加速度与力的定量关系；

二是保持所受的力不变，测量不同质量的物体在同样的力作用下的加速度，研究加速度与质量的定量关系；

最后再将这两者综合起来。

思考与讨论1：

在探究a与F、m的定量关系时，这三个物理量是对应同一个物体的吗？

这三个物理量必须是对应同一个物体的三个物理量。

为了克服木板对小车摩擦力的影响，可将木板不带滑轮的一端稍微抬高一些，使小车的重力沿斜面的分力平衡摩擦力。

则此时小车受到的合力有何特征？

等于绳对小车的拉力。

思考与讨论3：

在教材所提供的实验方案中，小车是被研究的对象，它的质量是如何测出的？

拉力又是如何测出的？

加速度呢？

小车的质量利用天平测出；

拉力等于小桶及桶中细砂的总重力；

加速度通过打点计时器打出的纸带计算得出。

思考与讨论4：

根据猜想，加速度可能与质量成反比。

为了便于判断这个关系，可以把a-m的关系转化为的关系。

那么为什么要进行这样的变化呢？

这种变化将图像中的曲线变成了直线，便于观察分析。

思考与讨论5：

根据测的数据，在方格纸上画出a-F和的图像。

根据对图像的分析，你能得到什么结论?

得出的结论

思考与讨论6：

实验中用抬高平板一端的方法平衡摩擦力，当小车质量改变时，是否需要重新调整平板的倾斜程度?

为什么?

不需要重新调整平板的倾斜程度，因为根据共点力平衡知识可得平衡摩擦力后mgsinθ=μmgcosθ,故改变小车的质量这种平衡状态依然存在。

四、典型例题

知识点1：

利用图像分析加速度与力和质量的关系

例题1：

某小组同学在用纸带法探究加速度与力、质量的关系实验中，获得一些实验数据，如表一、表二所示：

a/m·

s－2

1.98

4.06

5.95

8.12

F/N

1.00

2.00

3.00

4.00

表一：

表二：

2.04

2.66

3.23

3.98

M/kg

1.50

1.25

请你用图象法处理数据

【解析】　对表一：

试作a－F图象，得其图象为过原点的直线，如图所示，所以a与F成正比．

对表二：

试作a-M图象，得到图象是曲线，猜测像双曲线，于是试做a-图象（即a-）得到图象为过原点直线，如图所示，a与成正比，即a与M成反比．

点拨与提升:

利用图像处理实验数据比较方便，但当得到的图像时曲线时，不能根据图像确定物理量间的关系，这时需要进一步交换物理量的方次，直到画出的图像是直线，才可以确定物理量间的关系。

知识点2：

实验注意事项

例题2：

在利用打点计时器探究加速度与力、质量关系的实验中，以下做法正确的是

A．平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上

B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

C．实验时，先放开小车，后接通电源

D．“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究过程也不会产生影响

【解析】平衡摩擦力时，不应该把悬挂重物用细绳通过定滑轮系在小车上，即不对小车施加拉力，而是在木板无滑轮的一端下面垫一薄木块，反复移动其位置，直到拖动小车后面的纸带上打出的点距均匀为止．设木板的倾角为θ，则平衡摩擦力后有，即θ=，θ与小车的质量无关，故每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力．实验时，应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再放开小车．实验要求重物的质量远小于小车的质量，因为只有这样，重物的重力才近似等于细绳对小车的拉力．

【答案】B

在探究加速度与力、质量的关系的实验中，实验中的两个重要的注意事项：

一是平衡小车在运动中所受的摩擦力；

二是小车的牵引力与小桶所受重力的近似问题。

五、检测归纳

1．为了更直观地反映物体的加速度a与物体质量m的关系，往往用二者的关系图象表示出来，该关系图象应选用

【解析】a-m图象是条曲线，而的图象是过原点的一条直线，更容易找到关系．

【答案】C

2．在利用打点计时器探究加速度与力、质量关系的实验中，以下做法正确的是

A．平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上

【解析】平衡摩擦力时，不应该把悬挂重物用细绳通过定滑轮系在小车上，即不对小车施加拉力，而是在木板无滑轮的一端下面垫一薄木块，反复移动其位置，直到拖动小车后面的纸带上打出的点距均匀为止．设木板的倾角为θ，则平衡摩擦力后有与小车的质量无关，故每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力．实验时，应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再放开小车．实验要求重物的质量远小于小车的质量，因为只有这样，重物的重力才近似等于细绳对小车的拉力．

【答案】B

3．“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，在研究小车的加速度a和小车的质量M的关系是，由于没有始终满足M》m（m为砂桶及砂桶中砂的质量）的条件，结果得到的图像应是图中的

【解析】在本实验中是图像，将上式变为前面的系数并不是常数，随着的逐渐增大，前面的系数逐渐减小，因此图像向下弯曲偏离直线．但在，所以M较大时的图像近似为直线．

4．关于本节的实验操作，下列说法中符合实际的是

A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系

D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；

再不改变小车受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

【解析】做本实验时采用的是控制变量法．必须控制某一量不变研究加速度与另一量的关系，不可能同时改变质量和力，故只有D正确．

【答案】D

5.在“探究加速度与力的关系”的实验中，若测得一物体在质量M一定时，a与F关系的有关数据资料如下表．

a／（m·

S-2）

4．O6

5.95

8.12

F/N

1．OO

2．O0

3．O0

4．OO

（1）根据表中数据，在图中画出a—F图象．

（2）从图象可以判定：

当M一定时，a与F的关系为

【答案】

（1）如下图所示．

（2）a与F成正比

6．两个相同的小车并排放在光滑水平桌面上，小车前端系上细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里分别放有不同质量的砝码，（图（a））．小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码（包括砝码盘）所受的重力大小．小车后端也系有细线，用一只夹子夹住两根细线（图（b）），控制两辆小车同时开始运动和结束运动．

由于两个小车初速度都是零，运动时间又相同，x＝at2/2，即x∝a，只要测出两小车位移x之比就等于测出它们的加速度a之比．实验结果是：

当小车质量相同时_________________________________________________________；

当拉力

F相等时，_________________________________________________.

实验中用砝码（包括砝码盘）所受的重力G＝mg的大小作为小车所受拉力F的大小，这样做会引起实验误差．为了减小这个误差，G与小车所受重力Mg之间需要满足的关系是：

_______________________________________________.

【解析】　实验过程中，当两小车质量相同时，砝码（包括砝码盘）重力越大，位移越大，则加速度越大，进行实验时会发现，加速度与所受拉力成正比；

若砝码重力不变，即拉力不变时，质量越大的小车位移越小，即加速度越小．进行测量分析知，加速度与质量成反比．

砝码（包括砝码盘）的重力大于小车所受的拉力，但如果砝码的重力G远小于小车的重力Mg时，G近似等于拉力F.

【答案】　加速度与拉力成正比　加速度与质量成反比　G≪Mg

六、自我总结：

。

七、巩固反馈

1.为了研究加速度与力和质量的关系，应采取的研究方法是

A、控制变量法

B、假设法

C、理想实验法

D、图像法

【答案】A

2．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法中正确的是

A．平衡摩擦力时，小桶应用细线通过定滑轮系在小车上，但小桶内不能装砂

B．实验中无需始终保持小车和砝码的质量远远大于砂和小桶的质量

C．实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比

D．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受阻力

【解析】平衡摩擦力时，不应挂在小桶，但应带纸带运动，所以A错，D对；

实验中要求始终保持小车和砝码的质量远远大于砂和小桶的质量，所以B也不正确；

实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量的倒数，描出相应的点在过原点的同一条直线上时，证明加速度与质量成反比，故C项错误．

【答案】D

3．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列做法和理由正确的是

A．实验中所用电源为低压直流电源

B．不可以将装有沙子的小桶用钩码代替，这样会使实验出现较大的误差

C．实验结果不用图象，而用图象，是为了便于根据图象直观地作出判断

D．实验中，长木板要保持水平放置，不能倾斜

【解析】实验中要为打点计时器供电，所以要用交流电源，选项A错；

用装有沙子的小桶代替钩码，可以减小误差，选项B错；

图象是一条直线，能直观体现加速度和质量的关系，选项C正确；

实验中，要平衡摩擦力，板的一端要垫高；

D选项错误．

4．如图是某些同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是

A．形成图（甲）的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大

B．形成图（乙）的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小

C．形成图（丙）的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大

D．形成图（丁）的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小

【解析】甲、乙两图中，F=0时，则说明F=0时有加速度，说明木板倾角过大，因此A正确；

丙、丁两图中，当拉力不为零时加速度仍为零．则说明还有摩擦