資源簡介

學校 課型 實驗課
學生 姓名： 班級： 小組： 課時 1
題目 4.2實驗：探究加速度與力、質量的關系 年級 高一
學習目標 1.會經歷探究加速度與力、質量的關系的設計過程,感悟控制變量法、圖像法等科學研究方法的應用,能夠依據要求進行實驗設計,學會選擇合理的實驗方案進行探究實驗； 2.會經歷用圖像處理數據的過程,從圖像中發現物理規律,培養收集信息、獲取證據的能力； 3.會經歷實驗操作和測量的過程,知道運用阻力補償法、減小系統誤差等操作方法,體會探究過程的科學性和嚴謹性,培養合作的團隊精神。
基礎知識 一、原理與操作 1.原理與方法： 法、 法、 法。 2.a的測量用 ，F的測量用 ，m的測量用 。 (
小車
紙帶
打點計時器
)3.器材：一端附有滑輪的長木板、小車、細線和托盤、 、砝碼、鉤碼、 、學生電源、紙帶、刻度尺。 4.圖示： 5.步驟：⑴.記錄小車和托盤的質量m 和m0； ⑵.按實驗裝置圖把實驗器材安裝好； ⑶.平衡摩擦力（方法：不掛托盤和鉤碼，將木板的一端稍作墊高，逐漸調節木板的傾角，直到使小車拖著紙帶勻速下滑（紙帶上打下的點間距相等））；——阻力補償法 ⑷.調節定滑輪的高度使細線與木板平行； ⑸.在托盤內放上砝碼，先 ，再 得到一條打好點的紙帶； ⑹.保持小車的質量不變，改變小桶內砝碼的質量，再做幾次實驗；——控制變量法 ⑺.算出每條紙帶的加速度； ⑻.把各次實驗中的數據填入表一內，做出 圖像； ⑼.保持托盤內砝碼質量不變，在小車上放鉤碼改變小車的質量，重復上面的實驗。把各次實驗中的數據填入表二內，做出 圖像。
課堂拓展 數據結論與誤差 1.表格數據變成圖像處理——圖像法 實驗次數12345力F質量m質量倒數1/m加速度a
圖像是：a與F的圖像（斜率表示： ）和a與 圖像（斜率表示： ）。 2.結論：加速度與力成正比，與質量成反比。即：m一定，a正比于F，F一定，a正比于1/m。 3.誤差分析 (1).質量的測量誤差，紙帶上打點計時器間隔距離的測量誤差，拉線或紙帶不與軌道平面平行造成的誤差。——偶然誤差 (2)因實驗原理不完善造成的誤差：該實驗中用小桶和砝碼的總重力代替小車受到的拉力，其實不等。原因推導： 如何減小誤差？ 何時無需遠大于？ 。 (3)平衡摩擦力不準造成誤差，分為：未進行阻力補償，阻力補償 ，或阻力補償 即 （木板傾角 ）。 (4)誤差與圖像：甲 ；乙 ；丙 ；丁 。 實驗創新 1.原理創新：研究對象是整體、存在力傳感器（或彈簧測力計），談談優缺點： 2.a測量創新：（1）光電門（配套氣墊導軌）：如何求加速度？ 如何檢驗水平？ 不求a的具體值，只要比例：閱讀教材85頁簡單說明原理： 3.其他創新：慢慢積累
隨堂檢測 1.為了探究加速度與力的關系,使用如圖所示的氣墊導軌裝置進行實驗。其中G1、G2為兩個光電門,它們與數字計時器相連,當滑行器通過G1、G2光電門時,光束被遮擋的時間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄。滑行器連同上面固定的條形擋光片的總質量為M,擋光片的寬度為D,兩光電門間的距離為x,牽引槽碼的質量為m。回答下列問題: (1)實驗開始應先調節氣墊導軌下面的螺釘,使氣墊導軌水平,在不增加其他儀器的情況下,如何 判定調節是否到位 (2)若取M=0.4 kg,改變m的值,進行多次實驗,以下m的取值不合適的一個是　　　　。 A.m1=5 g　 B.m2=15 g C.m3=40 g D.m4=400 g (3)在此實驗中,需要測得每一個牽引力對應的加速度,其中求得的加速度a的表達式為　　　　　　　　。(用Δt1、Δt2、D、x表示) 2.甲、乙、丙、丁四位同學用如圖1所示的裝置做“探究加速度與物體受力、物體質量的關系”的實驗。 　　圖1　　　　　　　　　　　　　圖2 (1)四位同學得到的a-F圖像如圖2所示。 甲同學在實驗中可能出現的疏漏是　　　　 　　 　。 丙同學在實驗中可能出現的疏漏是　　　　 　　 　。 丁同學在實驗中可能出現的疏漏是　　　 　　　 　。 (2)圖3為乙同學在實驗中打出的一條紙帶的一部分,從比較清晰的點跡起,在紙帶上標出了連續的5個計數點A、B、C、D、E,相鄰兩個計數點之間都有4個點跡沒有標出,測出各計數點到A點之間的距離。已知打點計時器接在頻率為50 Hz的交流電源兩端,則此次實驗中小車運動的加速度的測量值a=　　　　m/s2(結果保留2位有效數字)。 圖3 3.在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中,備有下列器材: A.電火花計時器;B.天平;C.秒表;D.交流電源;E.電池;F.紙帶;G.細繩、砝碼、滑塊(可浮在氣墊導軌上);H.氣墊導軌(一端帶定滑輪);I.毫米刻度尺;J.小型氣泵。 (1)實驗中應選用的器材有　　　　　　　　　　　　　;實驗的研究對象是　 　　　。 (2)本實驗分兩大步驟進行:①　　　　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　　　　　　。 4.為了探究加速度與力、質量的關系,甲、乙、丙三位同學分別設計了如圖1、2、3所示的實驗裝置,小車總質量用M表示(圖2中總質量M包括小車與傳感器的質量,圖3中總質量M包括小車和與小車固連的滑輪的質量),鉤碼總質量用m表示。 (1)為便于測量合外力的大小,并得到小車總質量一定時,小車的加速度與所受合外力成正比的結論,下列說法正確的是　　　　。 A.三組實驗中只有甲需要補償阻力 B.三組實驗都需要補償阻力 C.三組實驗中只有甲需要滿足所掛鉤碼的總質量m遠小于小車的總質量M的條件 D.三組實驗都需要滿足所掛鉤碼的總質量m遠小于小車的總質量M的條件 (2)圖4是圖1裝置中打點計時器所打出的紙帶的一部分,O、A、B、C、D和E為紙帶上的六個計數點,加速度大小用a表示。則OD間的距離為　　　　cm。圖5是根據實驗數據繪出的x-t2圖像(x為各計數點至同一起點的距離),則加速度大小a=　　　　m/s2(結果保留3位有效數字)。 (3)若乙、丙兩位同學發現某次測量中力傳感器和彈簧測力計示數相同,通過計算得到小車加速度均為a,g為當地重力加速度,則乙、丙兩位同學實驗時所用小車總質量之比為　　　　。 4.(任務4)(多選)如圖所示,在“探究加速度與力、質量的關系”實驗中,根據實驗數據描繪出的三條a-F圖線,下列說法中正確的是(　　)。 A.三條傾斜直線所對應繩的拉力相同 B.三條傾斜直線所對應的小車質量不同 C.直線1對應的小車的質量最大 D.直線3對應的小車的質量最大
課堂小結

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