第四章 2 实验：探究加速度与力、质量的关系-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册创新导学案word（人教版2019）

物理必修·第一册[U] 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxXK.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 2.实验：探究加速度与力、质量的关系 ②核心素养定位 1.学会用控制变量法探究物理规律。2.会测量物体的质量，能设计出测量加 速度、力的可行方案。3.会设计合理的坐标系作图像处理实验数据，得出结论。 4.会分析实验中的误差来源，明确减小实验误差的方法。 课前自主学习 1.加速度的决定因素 s\upl(01速度是描述物体运动状态的物理量，加速度是描述spl(02)速度变 化快慢的物理量。因此也可以说，sp103)加速度是描述物体运动状态变化快慢 的物理量。由前面的学习我们知道，ypl04)力是改变物体运动状态的原因，」 pl105)质量大的物体运动状态不容易改变。这说明，加速度与ypl06)力、」 spl07)质量之间必然存在一定的关系。 2.实验思路 探究方法一spl(O8控制变量法。装置如图所示 (1)保持sup1(09)小车质量不变，通过改变槽码的个数改变sp110)小车所受 的拉力，探究加速度与拉力的定量关系。 (2)保持spl)小车所受的拉力不变，通过在小车上增加重物改变 spl12)小车的质量，探究加速度与质量的定量关系。 3.物理量的测量 (1)质量的测量：可以用p113)天平测量。在小车中增减砝码的数量可改变 小车的质量。 (2)加速度的测量 方法1：让小车做初速度为0的匀加速直线运动，用s吧114)刻度尺测量小 车移动的位移x,用sp115)秒表测量发生这段位移所用的时间t,然后由a=」 ·独家授权侵权必究 物理必修·第一册[U] 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.C0m● 您身边的互联网+教辅专家 sup116)2xt2计算出加速度a。 思考：该测量方法中的位移x和时间：哪个容易有较大的偶然误差？为什么？ 提示：因为实验中研究对象小车的运动时间较短，所以用秒表测得的时间t 容易有较大的偶然误差。 方法2：由打点计时器打出的纸带得出小车的加速度。 方法3：不测量加速度的数值，求加速度之比。例如：让两个做初速度为0 的匀加速直线运动的物体的运动时间f相等，测出各自的位移：、2，则x1x2=! supl(l7ala2。 (3)力的测量：实验中作用力F的含义是物体所受的sp1I8)合力，且这个力 必须是sp19恒力。本实验中F等于小车受到的spl20拉力。 思考：阅读教材参考案例1，怎样消除阻力对实验的影响？ 提示：把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动 纸带沿木板匀速运动，以平衡小车受到的阻力。 课堂探究评价 探究☑ 探究过程·获取数据 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 车纸 楷码 打点计时器 师生互动 活动1：本实验需要测量的物理量有哪些？ 提示：本实验需要测量的物理量有三个：物体的质量、物体所受的作用力和 物体运动的加速度。 活动2：加速度的测量课本给出了三个方法，如图实验案例中用打点计时器 测加速度，为了测量精确，如何根据打点计时器打出的纸带求加速度。 提示：结合公式△x=aTP用逐差法求加速度：或先求出打各点时的瞬时速度， 独家授权侵权必究· 物理必修·第一册[U] 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅，正版资源 b2XXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 再作出~1图像由斜率求加速度。 活动3：为了测量小车受到的力，本实验中为小车提供一个恒定的合力很关 键。如图实验案例中，为什么要把木板的一侧垫高？对实验有什么影响？ 提示：小车所受的阻力难以测量，把木板的一侧垫高可以平衡阻力，之后小 车所受的合力就等于小车所受的拉力，拉力容易测量，例如用拉力传感器测量。 活动4：为什么槽码的质量比小车的质量小很多时，小车所受的拉力才近似 等于槽码所受的重力？ 提示：只有当槽码的质量比小车的质量小很多时，槽码和小车的加速度才足 够小，槽码才近似处于平衡状态，槽码所受的拉力近似等于槽码所受的重力，根 据牛顿第三定律，这时小车所受的拉力才近似等于槽码所受的重力。 活动5：请设计出记录实验数据的表格。 提示：(1)探究加速度与力的关系： 表1小车质量一定 拉力F 加速度a (2)探究加速度与质量的关系： 表2小车所受的拉力一定 质量m 加速度a 探究☑ 分析数据·得出结论 活动1：本实验用什么方法分析记录的实验数据比较好？请根据记录的数据， 分析质量m一定时，加速度a与力F的定量关系。 提示：因为图像比较直观，所以最好用图像法来分析数据。分析α与F的关 系：通过观察记录的数据发现，m一定时，F越大，a越大，首先猜想a与F成 正比。以加速度α为纵坐标、力F为横坐标建立直角坐标系，根据测量的数据描 点，然后作出图像。如图所示，若图像是一条通过原点的直线，就