高中物理 5.2　探究加速度与力、质量的关系学案教案 沪科版必修1

5.2探究加速度与力、质量的关系1实验原理控制变量法：当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，我们设法控制某些参量使之不变，而研究其中两个参量之间的变化关系的方法，是物理实验中经常采取的一种方法，本实验中有F、m、a三个参量，研究加速度a与F及m的关系时，我们先控制一个参量在该实验中要求先控制小车的质量m不变，讨论a与F的关系；再控制盘内砝码和盘的质量不变，即F不变，改变小车的质量m，讨论a与m的关系要测量的物理量小车与其上砝码的总质量M天平小车受的拉力F用天平测出桶与桶中细砂的质量m，由F=mg算出小车的加速度a通过打点计时器打出的纸带测算出【领悟整合】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，在保持小车质量不变的条件下，改变小车拉力的方法是改变桶与桶中细砂的质量；在保持小车所受拉力不变的条件下，改变小车质量的方法是改变小车内砝码的质量2实验器材打点计时器、纸带及复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、小桶（含细砂）、细绳、低压交流电源、两根导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺3实验步骤 用天平测出小车和桶与桶中细砂的的质量M和M，把数值记录下来 按图所示把实验器材安装好，只是不吧悬挂小桶的细绳系在小车上(即不给小车加牵引力) 平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动木板的位置，直至小车在斜面上运动时能保持匀速运动状态，这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡 把细绳系在小车上并绕过滑轮小桶（含细砂）先接通电源再放开小车，取下纸带，在打点纸带上标上纸带号码 保持小车的质量不变依次改变桶与桶中细砂的质量，重复步骤4，、的数值都要记录在纸带上 (或表格内)4加速度与物体质量的关系保持桶与桶中细砂的质量不变，在小车上依次加砝码 (也需做好记录)重复上述的步骤并记录相应的数据。5实验数据的处理技巧(1)探究加速度与力的关系在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，按测定匀变速直线运动的加速度实验中的方法(xat2)算出每条纸带的加速度a以a为纵坐标、F为横坐标，根据各组数据在坐标系中描点如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比即 或(2)探究加速度与质量的关系图4-3-6根据数据作a-m图象，发现是曲线，猜想可能是双曲线（反比例函数）的一支，如图所示。图4-3-7“a与m成反比”实际上就是：“a与成正比”，如果以a为纵坐标，为横坐标建立坐标系，根据a图象是不是过原点的直线，就能判断a是不是与质量m成反比如图所示。典例1 若测得某一物体M一定时，o与F的关系的有关数据资料如下表所示ams21.984.065.958.12FN1.002.003.004.00(1)根据表中数据，画出aF图象(2)根据图象判定：当M一定时，a与F的关系为_图6-2-2解析 若a与F成正比，别图象是一条过原点的直线同时固实验中不可避免地出现误差，研究误差产生的原因，从而减小误差增大实验的准确性，则在误差范围内图线是一条过原点的直线即可连线时庄使直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大致对称分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予考虑答案 (1)aF图象如图所示 (2)由图象可知aF成正比关系