资源简介

学校 课型 实验课
学生 姓名： 班级： 小组： 课时 1
题目 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系 年级 高一
学习目标 1.会经历探究加速度与力、质量的关系的设计过程,感悟控制变量法、图像法等科学研究方法的应用,能够依据要求进行实验设计,学会选择合理的实验方案进行探究实验； 2.会经历用图像处理数据的过程,从图像中发现物理规律,培养收集信息、获取证据的能力； 3.会经历实验操作和测量的过程,知道运用阻力补偿法、减小系统误差等操作方法,体会探究过程的科学性和严谨性,培养合作的团队精神。
基础知识 一、原理与操作 1.原理与方法： 法、 法、 法。 2.a的测量用 ，F的测量用 ，m的测量用 。 (
小车
纸带
打点计时器
)3.器材：一端附有滑轮的长木板、小车、细线和托盘、 、砝码、钩码、 、学生电源、纸带、刻度尺。 4.图示： 5.步骤：⑴.记录小车和托盘的质量m 和m0； ⑵.按实验装置图把实验器材安装好； ⑶.平衡摩擦力（方法：不挂托盘和钩码，将木板的一端稍作垫高，逐渐调节木板的倾角，直到使小车拖着纸带匀速下滑（纸带上打下的点间距相等））；——阻力补偿法 ⑷.调节定滑轮的高度使细线与木板平行； ⑸.在托盘内放上砝码，先 ，再 得到一条打好点的纸带； ⑹.保持小车的质量不变，改变小桶内砝码的质量，再做几次实验；——控制变量法 ⑺.算出每条纸带的加速度； ⑻.把各次实验中的数据填入表一内，做出 图像； ⑼.保持托盘内砝码质量不变，在小车上放钩码改变小车的质量，重复上面的实验。把各次实验中的数据填入表二内，做出 图像。
课堂拓展 数据结论与误差 1.表格数据变成图像处理——图像法 实验次数12345力F质量m质量倒数1/m加速度a
图像是：a与F的图像（斜率表示： ）和a与 图像（斜率表示： ）。 2.结论：加速度与力成正比，与质量成反比。即：m一定，a正比于F，F一定，a正比于1/m。 3.误差分析 (1).质量的测量误差，纸带上打点计时器间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与轨道平面平行造成的误差。——偶然误差 (2)因实验原理不完善造成的误差：该实验中用小桶和砝码的总重力代替小车受到的拉力，其实不等。原因推导： 如何减小误差？ 何时无需远大于？ 。 (3)平衡摩擦力不准造成误差，分为：未进行阻力补偿，阻力补偿 ，或阻力补偿 即 （木板倾角 ）。 (4)误差与图像：甲 ；乙 ；丙 ；丁 。 实验创新 1.原理创新：研究对象是整体、存在力传感器（或弹簧测力计），谈谈优缺点： 2.a测量创新：（1）光电门（配套气垫导轨）：如何求加速度？ 如何检验水平？ 不求a的具体值，只要比例：阅读教材85页简单说明原理： 3.其他创新：慢慢积累
随堂检测 1.为了探究加速度与力的关系,使用如图所示的气垫导轨装置进行实验。其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录。滑行器连同上面固定的条形挡光片的总质量为M,挡光片的宽度为D,两光电门间的距离为x,牵引槽码的质量为m。回答下列问题: (1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,使气垫导轨水平,在不增加其他仪器的情况下,如何 判定调节是否到位 (2)若取M=0.4 kg,改变m的值,进行多次实验,以下m的取值不合适的一个是　　　　。 A.m1=5 g　 B.m2=15 g C.m3=40 g D.m4=400 g (3)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,其中求得的加速度a的表达式为　　　　　　　　。(用Δt1、Δt2、D、x表示) 2.甲、乙、丙、丁四位同学用如图1所示的装置做“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”的实验。 　　图1　　　　　　　　　　　　　图2 (1)四位同学得到的a-F图像如图2所示。 甲同学在实验中可能出现的疏漏是　　　　 　　 　。 丙同学在实验中可能出现的疏漏是　　　　 　　 　。 丁同学在实验中可能出现的疏漏是　　　 　　　 　。 (2)图3为乙同学在实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出,测出各计数点到A点之间的距离。已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源两端,则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=　　　　m/s2(结果保留2位有效数字)。 图3 3.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,备有下列器材: A.电火花计时器;B.天平;C.秒表;D.交流电源;E.电池;F.纸带;G.细绳、砝码、滑块(可浮在气垫导轨上);H.气垫导轨(一端带定滑轮);I.毫米刻度尺;J.小型气泵。 (1)实验中应选用的器材有　　　　　　　　　　　　　;实验的研究对象是　 　　　。 (2)本实验分两大步骤进行:①　　　　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　　　　　　。 4.为了探究加速度与力、质量的关系,甲、乙、丙三位同学分别设计了如图1、2、3所示的实验装置,小车总质量用M表示(图2中总质量M包括小车与传感器的质量,图3中总质量M包括小车和与小车固连的滑轮的质量),钩码总质量用m表示。 (1)为便于测量合外力的大小,并得到小车总质量一定时,小车的加速度与所受合外力成正比的结论,下列说法正确的是　　　　。 A.三组实验中只有甲需要补偿阻力 B.三组实验都需要补偿阻力 C.三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件 D.三组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件 (2)图4是图1装置中打点计时器所打出的纸带的一部分,O、A、B、C、D和E为纸带上的六个计数点,加速度大小用a表示。则OD间的距离为　　　　cm。图5是根据实验数据绘出的x-t2图像(x为各计数点至同一起点的距离),则加速度大小a=　　　　m/s2(结果保留3位有效数字)。 (3)若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计示数相同,通过计算得到小车加速度均为a,g为当地重力加速度,则乙、丙两位同学实验时所用小车总质量之比为　　　　。 4.(任务4)(多选)如图所示,在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,根据实验数据描绘出的三条a-F图线,下列说法中正确的是(　　)。 A.三条倾斜直线所对应绳的拉力相同 B.三条倾斜直线所对应的小车质量不同 C.直线1对应的小车的质量最大 D.直线3对应的小车的质量最大
课堂小结

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