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1、探究加速度探究加速度 与与 力、质量的关系力、质量的关系微山一中高三物理组：张琳伽利略的研究之路伽利略的研究之路对现象对现象 的一般的一般 观察观察提出提出 假设假设运用逻运用逻 辑得出辑得出 结论结论实验实验 验证验证修正修正 推广推广探究的一般过程1.提出问题2.作出假设3.制定计划4.实施计划5.得出结论6.表达交流复习牛顿第一定律：力和运动的关系是怎样的？力是改变物 体运动状态 的原因力是物体速 度改变的原 因力是物体产 生加速度的 原因猜想：加速度与哪些因素 有关？你猜想的理由是什么？一、提出问题加速度与力、质量有关二、做出假设a、 F、m之间的关系猜想？成正比成反比三、制定计划1、
2、到目前为止，我们所学过的有关 加速度的表达式有哪些？ 2、根据以上表达式，我们分别可以设计 什么样的实验方案来测量物体的 加速度？（发挥你的想象力！）方案一: x=aT2小车小车夹子方案二：由于两小车同时 启动、同时停止, 故运动时间相同让两小车的质量相同m1=m2，两 托盘钩码的个数不同 (F1 F2) 。探究a与 F 的关系时 探究a与m 的关系时 让两托盘钩码的个数相同(F1=F2) 两小车的质量不同m1 m2 。实实 验验 方方 案案质量保 持不变合外 力保 持不 变光电门1光电门2挡光板xt方案三：a=V/t气垫导轨、光电门数字计时仪实验方案四：v2-vo2=2ax光电门乙固定在斜面
3、上靠近底端处，光电门甲的位置可移动， 每次都使滑块从光电门甲所在的位置处由静止开始下滑,与两个光 电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时 间t和经过光电门乙的时间t 。改变光电门甲的位置进行多次测 量，并用米尺测量甲、乙之间的距离s,用游标卡尺测量遮光板的 宽度D.2011年全国高考卷气垫导轨装置四、实施计划（1）选择实验仪器（2）设计实验步骤 （3）列出注意事项（4）分析误差来源方案一：利用打点计时器来探究加速度与力、质量的关系如何求加速度？如何求质量？如何求合外力？小车 纸带 打点计时器控制变量法 保持m一定，保持F 一定，探究a与 F的关系 探究a与m的关系 探究思路：
4、实验仪器一端附有滑轮的长木板、小车、细线和小桶 、天平、砝码、钩码、打点计时器、学生 电源、纸带、刻度尺实验步骤（简述）.记录小车和小桶的质量m 和m0； .按实验装置图把实验器材安装好； .平衡摩擦力； .调节定滑轮的高度使细线与木板平行； .在小桶内放上砝码，接通电源，放开小车得到一条 打好点的纸带； .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； .算出每条纸带的加速度； .把各次实验中的数据填入表一内，做出与的图 像 .保持小桶内砝码质量不变，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，做出与1/m图像注意事项(1).要使砂和小桶的总质
5、量远小于小车的总质 量（mm） (2).平衡摩擦力时不要挂小桶，应连着纸带且 通过打点记时器的限位孔 (3).调节木板上的滑轮使拉小车的细线要与长 木板平行 (4).起初小车应靠近打点计时器处，且先接通 电源再释放小车 (5).注意不要让小车撞到定滑轮当小车质 量不变时次数F/Na/m s -212345当所受合力 不变时次数m/kga/m s -212345实验数据分析画关系图像表格记录F/ / Na/ms -20.150.300.450.600.750 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5当小车 质量不 变时次数F/Na/m s -212345如何更直如何更直 观地处理观地处理 数据？数
6、据？0.10 0.1460.20 0.3020.30 0.4280.40 0.5920.50 0.751m/ / kga/ms -20.20.40.60.81.00 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2当拉 力不 变时次数m/kga/m s -2123450.400 0.8610.500 0.6920.750 0.4701.000 0.3521.200 0.290a/ms -20.20.40.60.81.00 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 /kg -1m1当拉 力不 变时次数m/kga/m s -2123451/m(kg -1)2.502.001.331.000.830.4
7、00 0.8610.500 0.6920.750 0.4701.000 0.3521.200 0.290误差来源：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。 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 （实际上小车受到的拉力要小于小桶和砝码 的总重力）。3.平衡摩擦力不准造成误差。在误差允许的范围内，加速度与力成 正比，与质量成反比。即：得出结论：目标击破1： 例1：在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质 量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示， 小车的加速度可由小
8、车后拖动的纸带打上的 点计算出 (1)当M与m的大小关系满足_时，才可以认为绳对小车的拉力大小等 于盘及盘中砝码的重力 (2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定 ，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据 为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与_的 图象 (3)如图(a)，甲同学根据测量数据做出的aF图线，说明实验存在的问题是 _ (4)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的aF图线，如图(b)所示 ，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？Mm 两小车及车上砝码的总质量不同1/M平衡摩擦力时木板倾角过大 目标突破2 例
9、2：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t1、t2都可以被 测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M， 挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为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M0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的 一个是_Am15g Bm215g Cm340g Dm4400g (3)在此实验中，需要测得每一个牵
10、引力对应的加速度，其中求得的加 速度的表达式为： _. (用t1、t2、D、x表示)取下牵引砝码，M放在任意位置都不动 D a=(D/ t1)2_(D /t2 )2/2x表达交流(3分钟)小组间进行交流，相互间取长补短，讨论实验中 存在的问题。同时通过本节课的学习，看看有 没有实现以下的学习目标： 1.学会用控制变量法研究物理规律 2.验证牛顿第二定律 3.掌握利用图像处理数据的方法随堂达标检测 （时间5分钟，满分100分）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（ ）Aam图象 Bma图象 Ca1/m图象 D.1/ma图象 2如果a图象是
11、通过原点的一条直线，则说明( ) A物体的加速度a与质量m成正比 B物体的加速度a与质量m成反比 C物体的质量m与加速度a成正比 D物体的质量m与加速度a成反比 3在利用打点计时器和小车做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，下列 说法中正确的是( ) A平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上 B连接砝码盘和小车的细绳应与长木板保持平行 C平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动 D小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车 4在“验证牛顿第二定律”的实验中，在研究加速度a与小车的质量M的关系时， 由于没有注意始终满足Mm的条件，结果得到的图象应是图中的( )CBCDBD小 结猜想 探究 目的、原理、方案、结论作业：整理实验方案
