1、人教版高中物理必修一探究加速度与力质量的关系教案基础夯实1在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,渗透了研究问题的多种科学方法:(1)实验环境的等效法:_;(2)实验条件设计的科学方法:_;(3)实验原理的简化:_,即当小车质量M车m沙时,细绳对小车的拉力大小近似等于沙及桶的总重力m沙g;(4)实验数据处理的科学方法:_;(5)由aM车图象转化为a图象,所用的科学方法:_。(以上各题均选填“理想实验法”、“图象法”、“平衡摩擦力法”、“化曲为直法”、“控制变量法”或“近似法”)答案:(1)平衡摩擦力法(2)控制变量法(3)近似法(4)图象法(5)化曲为直法解析:(1)由于小车运动受到摩擦阻力
2、,所以要进行平衡摩擦力,以减小实验误差,称为平衡摩擦力法;(2)在探究加速度、力与质量三者关系时,先保持其中一个量不变,来探究其他两个量之间的关系,称为控制变量法;(3)当小车质量M车m沙时,细绳对小车的拉力大小近似等于沙及桶的总重力m沙g,称为近似法;(4)通过图象研究实验的结果,称为图象法;(5)在作图时,由aM车图象转化为a图象,使图线由曲线转化为直线,称为化曲为直法。2.如图所示是某同学探究加速度与力、质量的关系时,已接通电源正要释放纸带时的情况,请你指出该同学的五个差错;(1)电源_;(2)电磁打点计时器位置_;(3)滑轮位置_;(4)小车位置_;(5)长木板_。答案:(1)应用6V
3、交流电源(2)应靠右端(3)应使拉线水平(4)应靠近打点计时器(5)应垫高右端平衡摩擦力解析:探究加速度与力、质量的关系时,电磁打点计时器应使用低压(6V)交流电源,且要固定在长木板无滑轮的一端,即应靠右端;释放纸带时小车应靠近打点计时器;连接小车的细线应保持水平,故应调节滑轮位置使拉线水平;实验时应平衡摩擦力,使小车所受重力沿斜面方向的分力与小车所受摩擦力平衡,故应垫高长木板右端平衡摩擦力。3(吉林市普通中学1213学年高一上学期期末)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,采用如题中左图所示的装置。(1)实验中,长木板不是直接放在水平实验台上,而是把后端略微垫高,这样做的目的是_。(2)为
4、了探究加速度与相关因素的关系,实验中用到了控制变量法。在保持拉力F5N不变时,某同学根据测出的数据,画出图线如右图。但该同学未标注横坐标所对应的量及其单位,请你将它补上,该量应是_。由该图线得到的实验结论是_。答案:(1)平衡摩擦力(2)在合外力不变的情况下,加速度与物体的质量成反比4(福州八县一中1213学年高一上期期末)某兴趣小组要探究物体的加速度与力、质量的关系,他们在实验室组装了一套如图所示的装置。图中小车的总质量用M表示,钩码的总质量用m表示。要顺利完成该实验,则:(1)还需要的测量工具有刻度尺、_。(2)为使小车所受合外力约等于钩码所受的总重力,应满足的条件有()A要垫高木板,平衡
5、摩擦力B小车的总质量M远大于钩码的总质量mC钩码的总质量m远大于小车的总质量MD应调整使细绳与木板平行(3)在该实验中,所用交流电的频率为50Hz。某次实验中得到的一条纸带如下图所示,从比较清晰的某点起,取五个计数点,分别标明0、1、2、3、4。量得S12.15cm,S22.90cm,S33.70cm,S44.40cm,则打点“3”时小车的瞬时速度大小为_m/s和用逐差法求得小车的加速度大小为_m/s2。(结果均保留三位有效数字)。答案:(1)天平(电子秤)(2)ABD(3)0.405;0.763解析:v30.405m/sa0.763m/s25在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,计算出
6、各纸带的加速度后,将测得的反映加速度a和F关系的有关资料记录在表一中。将测得的反映加速度a和质量M关系的有关资料记录在表二中。表一a/(ms2)1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00表二a/(ms2)2.042.663.233.98/kg10.500.670.801.00(1)根据表中所列数据,分别画出aF图象和a1/M图象。(2)由图象可以判定:当M一定时,a与F的关系为_;当F一定时,a与M的关系为_。(3)由aF图象可知M_。(4)由a1/M图象可知,F_(保留一位有效数字)。答案:(1)aF图象和a1/M图象分别如图甲、乙所示。(2)正比关系反比关系(3
7、)0.5kg(4)4N解析:本题主要考查对实验数据的处理和分析,从而得到正确的实验结论,若a与F成正比,a与1/M成正比,那么aF图象和a1/M图象都应是一条过原点的直线,同时因实验中不可避免地出现误差,描出的点不在一条直线上是很正常的,连线时应使尽可能多的点在直线上,不在直线上的点应大致对称地分布在直线两侧,离直线较远的点应视为错误数据,不需考虑; 另外可以从图象的斜率的物理意义出发求出相应的物理量。能力提升1某实验小组设计了如图所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系。开始时闭合开关,电磁铁将A、B两个小车吸住,断开开关,两小车同时在细绳拉力作用下在水平桌面上沿同一直线相向运动。实验中始终
8、保持小车质量远大于托盘和砝码的质量,实验装置中各部分摩擦阻力可忽略不计。该小组同学认为,只要测出小车A和B由静止释放到第一次碰撞通过的位移s1、s2,即可得知小车A和B的加速度a1、a2的关系是。你认为这个实验方案的优点是_。实验时,该小组同学保持两小车质量相同且不变,改变左、右托盘内的砝码的重力,测量并记录对应拉力下车A和B通过的位移s1和s2。经过多组数据分析得出了小车运动的加速度与所受拉力的关系。如果要继续利用此装置验证小车的加速度与小车质量的关系,需要控制的条件是_,需要测量的物理量有_(要求对表示物理量的字母作出说明),它们之间的关系式是_。答案:不用测量时间。保持两小车所受的拉力相
9、等且不变,或答两托盘(含砝码)的重力相等小车A的质量m1、位移s1;小车B的质量m2、位移s22(河北正定中学高一上学期期末)如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持_不变,用钩码所受的重力作为_,用DIS测小车的加速度。(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出aF关系图线(如图所示)。分析此图线的OA段可得出的实验结论是_。此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是()A小车与轨道之间存在摩擦B导轨保持了水平状态C所挂钩码的总质量太大D所用小车的质量太大答案:(1)
10、小车质量小车受到的合外力(2)质量一定时,加速度与合外力成正比C3(徐州市1213学年高一上学期期末)“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,某组同学制订实验方案、选择实验器材且组装完成,在接通电源进行实验之前,实验装置如图所示。(1)下列对此组同学操作的判断正确的是()A打点计时器不应该固定在长木板的最右端,而应该固定在靠近定滑轮的那端,即左端B打点计时器不应使用干电池,应使用低压交流电源C实验中不应该将长木板水平放置,应该在右端垫起合适的高度D小车初始位置不应该离打点计时器太远,而应该靠近打点计时器放置(2)保持小车质量不变,改变沙和沙桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如
11、下图,该图线不通过原点,明显超出偶然误差范围,其主要原因是_。(3)沙和沙桶质量m_小车质量M时,才可以认为细绳对小车的拉力F的大小近似等于沙和沙桶的重力()A远大于 B远小于C接近(相差不多) D大于(4)某同学顺利地完成了实验。某次实验得到的纸带如图所示,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得打点1时小车的速度是_m/s。小车的加速度大小_m/s2。(结果保留两位有效数字)答案:(1)BCD(2)平衡摩擦力过度(3)B(4)0.260.504在做“探究加速度和力、质量的关系”的实验中,保持小车和砝码的总质量不变,测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示F(N)0.200.300.400.500.60a(m/s2)0.110.190.290.400.51(1)根据表中的数据在坐标系上作出aF图象;(2)图象斜率的物理意义是_。(3)小车和砝码的总质量为_kg。(4)图线(或延长线)与F轴截距的物理意义是_。答案:(1)见解析(2)小车和砝码总质量的倒数(3)1(4)小车受到的阻力为0.1N解析:(1)根据所给数据在所给坐标系中准确描点,作出的aF图象如图所示。(2)图象斜率表示小车和砝码总质量的倒数。(3)由(1)中图象可得:,解得M1kg。(4)由aF图象可知,当力F0.1N时,小车开始运动,说明此时小车受到的阻力为0.1N。
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