《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》學(xué)案

3/33.2《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)學(xué)會(huì)用控制變量法探究物理規(guī)律。(2)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)原理1.影響物體加速度的因素物體質(zhì)量相同時(shí)，受到的合外力越大，加速度越大；受到的合外力越小，加速度越小。物體所受合外力一定時(shí)，質(zhì)量大的物體加速度小，質(zhì)量小的物體加速度大。2.F與a的求法F的求法：小車(chē)質(zhì)量越大，則小車(chē)所受拉力越接近砝碼的重力。a的求法：在小車(chē)上連接紙帶，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)記錄小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況，通過(guò)測(cè)量紙帶上的點(diǎn)跡求出加速度的大小。3.探究法——控制變量法加速度a和質(zhì)量m、外力F都有關(guān)系。研究它們之間的關(guān)系時(shí)，先保持質(zhì)量不變，測(cè)量物體在不同的力的作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系；再保持物體所受外力不變，測(cè)量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系。這種先控制某些參量不變，研究另兩個(gè)參量之間變化關(guān)系的方法叫控制變量法。三、實(shí)驗(yàn)器材砝碼，一端有定滑輪的長(zhǎng)木板，細(xì)繩，紙帶，導(dǎo)線，夾子，小盤(pán)，天平，小車(chē)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，交流電源，刻度尺。四、實(shí)驗(yàn)步驟(1)用天平測(cè)出小車(chē)和小盤(pán)(包括其中砝碼)的質(zhì)量分別為M0、m0，并把數(shù)值記錄下來(lái)。(2)按圖3－2－1所示將實(shí)驗(yàn)器材安裝好(小車(chē)上不系繩)。圖3－2－1(3)把長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端下面墊一薄木板，以平衡摩擦力。(4)將小盤(pán)通過(guò)細(xì)繩系在小車(chē)上，接通電源放開(kāi)小車(chē)，用紙帶記錄小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況；取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼及此時(shí)所掛小盤(pán)的重力m0g(5)保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變小盤(pán)(包括其中砝碼)的質(zhì)量重復(fù)步驟(4)多做幾次實(shí)驗(yàn)。每次小車(chē)從同一位置釋放，并記錄好相應(yīng)紙帶。(6)保持小車(chē)所受合力不變，在小車(chē)上加砝碼，并測(cè)出小車(chē)和放上砝碼后的總質(zhì)量M1，接通電源放開(kāi)小車(chē)，用紙帶記錄小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況，取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼。(7)繼續(xù)在小車(chē)上加放砝碼，重復(fù)步驟(6)，多做幾次實(shí)驗(yàn)，并記錄好相應(yīng)紙帶。五、數(shù)據(jù)處理(1)把小車(chē)在不同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/(m·s－2)小車(chē)受力F/N1234由以上數(shù)據(jù)畫(huà)出它的a－F關(guān)系圖像如圖3－2－2所示。圖3－2－2通過(guò)a－F關(guān)系圖像，我們可以得出小車(chē)的加速度a與力F成正比。(2)把不同質(zhì)量的小車(chē)在相同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/(m·s－2)小車(chē)質(zhì)量M/kg1234由以上數(shù)據(jù)畫(huà)出它的a－M圖像及a－eq\f(1,M)圖像，如圖3－2－3甲、乙所示。圖3－2－3通過(guò)a－M和a－eq\f(1,M)關(guān)系圖像，我們可以得出小車(chē)的加速度a與質(zhì)量M成反比，與質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,M)成正比。六、注意事項(xiàng)(1)平衡摩擦力時(shí)不要掛重物，整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變盤(pán)和砝碼的質(zhì)量還是改變小車(chē)及砝碼的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力。(2)實(shí)驗(yàn)中必須滿足小車(chē)和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量。只有如此，砝碼和小盤(pán)的總重力才可視為與小車(chē)受到的拉力相等。(3)各紙帶上的加速度都應(yīng)是該紙帶上的平均加速度。(4)作圖像時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能地對(duì)稱分布在所作直線兩側(cè)。離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，可舍去不予考慮。(5)小車(chē)應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且先接通電源再放手。七、誤差分析(1)質(zhì)量的測(cè)量、紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)間隔距離的測(cè)量、細(xì)繩或紙帶不與木板平行等都會(huì)造成誤差。(2)因?qū)嶒?yàn)原理不完善造成誤差。本實(shí)驗(yàn)中用小盤(pán)及砝碼的總重力代替小車(chē)受到的拉力(實(shí)際上小車(chē)受到的拉力要小于小盤(pán)及砝碼的總重