第4章 2. 实验：探究加速度与力、质量的关系(讲义)-【红对勾讲与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册(人教版)

第四章　运动和力的关系　　　　　　　 由于列车运动状态的改变,车厢中的旅客发 现小球沿如图(俯视图)中的虚线从A 点运动 到B 点,则说明列车是减速且在向南拐弯的 图是 ( ) A B C D 4.打水漂是人类最古老的游戏之一。如图所 示,小朋友将一块小瓦片在手上呈水平放置 后,用力将其水平飞出,瓦片擦水面飞行,瓦 片不断地在水面上向前弹跳,直至下沉。下 列判断正确的是 ( ) A.瓦片飞出时的初速度越大,瓦片的惯性一 定越大 B.瓦片飞行时所用时间越长,瓦片的惯性一 定越大 C.瓦片飞出去的距离越长,瓦片的惯性一定 越大 D.瓦片的质量越大,惯性一定越大 5.将木块放在小车上,使木块与小车一起向右 匀速运动,当小车被挡板挡住时,下列实验现 象正确的是 ( ) A.假设小车上表面光滑,木块将如图甲所示 向前倾倒 B.假设小车上表面光滑,木块将如图乙所示 向前滑动 C.假设小车上表面粗糙,木块将如图丙所示 向后倾倒 D.假设小车上表面粗糙,木块将如图乙所示 向前滑动 6.本组照片记录了一名骑车人因自行车前轮突 然陷入一较深的水坑而倒地的过程。下列各 选项是从物理的角度去解释此情境的,其中 正确的是 ( ) A.这是因为水坑里的水对自行车前轮的阻力 太大,而使人和车一起倒地的 B.骑车人与自行车原来处于运动状态,车前 轮陷入水坑后前轮立刻静止,但人与车的 后半部分由于惯性仍保持原来的运动状 态,因此人和车摔倒 C.因为自行车的前轮陷入水坑后,自行车还 能加速运动,所以人和车一起倒地 D.因为自行车的前轮陷入水坑后,自行车的 惯性立即消失,而人由于惯性将保持原有 的运动状态,故人向原来的运动方向倒 下了 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 2 实验:探究加速度与力、质量的关系 [核心素养]1.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。 (科学思维)2.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。 (科学探究)3.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。 (科学态度与责任) 107 方案一 1.实验目的 (1)学会用控制变量法研究物理规律。 (2)探究加速度与力、质量的关系。 (3)掌握利用图像处理数据的方法。 2.实验器材 打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定 滑轮的长木板、槽码、夹子、细绳、低压交流电 源、导线、天平、刻度尺、砝码、薄木块。 3.实验原理 采取控制变量法,即先控制一个参量———小 车的质量M 不变,探究加速度a 与力F 的关 系;再控制小盘和砝码的质量不变,即力F 不 变,探究加速度a与小车质量M 的关系。 4.实验步骤 (1)称量质量:用天平测量槽码的质量m 和小 车的质量M。 (2)安装器材:按照如图所示装置把实验器材 安装好,只是不把悬挂小盘的细绳系在小车 上(即不给小车牵引力)。 (3)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块,使小车匀速下滑。 (4)操作 ①小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上,先接 通电源,后放开小车,取下纸带编号码。 ②保持小车的质量 M 不变,改变砝码和小盘 的质量m,重复步骤①。 ③保持砝码和小盘的质量m 不变,改变小车 质量M,重复以上步骤。 5.数据处理 (1)计算加速度(用逐差法)。 (2)作图像找关系(a F 图像、a 1M 图像)。 6.实验结论 加速度与合外力成正比,与质量成反比。 思考1：在探究影响加速度与力、质量的关系实验 中,体现了什么思想方法? 提示: 思考2：在利用图像法分析加速度与质量关系时, 如何选择横、纵坐标可以直观证明:在力一定时, 加速度与质量成反比? 提示: 方案二 实验步骤 1.取两个质量相同的小车Ⅰ、Ⅱ放在光滑水平 面上,小车的前端各系上一条细绳,绳的另一 端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中放有数目 不等的砝码,使两小车自静止开始在不同拉 力作用下做匀加速运动。 2.在保证小车的质量比砝码和盘的总质量大得 多的前提下,可以认为小车所受拉力F 大小 等于砝码