4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学案 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

山东省聊城第三中学 高一（理）物理导学案 学生：______________ 班级：_________ 编写：黄兰芝 审核：刘文正 时间：2023年11月19日 编号：22 {说明：本学案是结合课本内容，开发课堂教学，提升学生自学能力而编写的，试题采用了近3年百强学校期中及月考试题改编的，为方便大家，学案后附有详细解析！} 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系 一：实验目的 （1）学会用控制变量法研究物理规律． （2）会测量加速度、力和质量，能作出物体运动的a­F、a­图像。 （3）能通过实验数据及图像得出加速度与力、质量的关系． （4）分析实验中的误差，能采取合理方法减小实验误差，了解实验创新的方法及原理 二、实验器材（填空） 小车、槽码、砝码、细绳、 、垫木、打点计时器、 、纸带、刻度尺、 。 三、实验原理 1．实验的基本思想——控制变量法 (1)保持研究对象即小车的质量不变，改变槽码的个数可以成倍地改变小车所受拉力，即改变作用力，测出小车的对应加速度，验证加速度是否正比于作用力。 (2)保持小车所受拉力不变，改变研究对象即小车的质量，测出对应不同质量的加速度，验证加速度是否反比于质量。 2．三个物理量的测量方法 本实验的研究对象：小车 (1)小车质量的测量：利用天平测出，在小车上增减砝码可改变小车的质量。 (2)拉力的测量：当槽码的质量远小于小车质量的情况下，可以认为槽码的总重力近似等于小车所受的拉力(合外力)。 (3)加速度的测量：由纸带根据公式Δx＝aT2，结合逐差法计算出小车的加速度。 四、实验步骤:(默写课本内容) 1. 2. 3. 4. 5. 五、数据处理 1．由表1中记录的数据，以a为纵坐标、F为横坐标，根据数据作a­F图像(如图所示)，找出规律，分析a与F的关系。 2．由表2中记录的数据，分别以a为纵坐标、M和为横坐标，根据数据作a­M图像和a­图像(如图所示)，分析a与M的关系。 3．实验结论 (1)保持物体质量不变时，物体的加速度a与所受力F成正比。 (2)在力F不变时，物体的加速度a与质量M成反比。 六、误差分析：（填空） 产生原因 减小方法 偶然误差 质量测量不准、计数点间距测量不准 小车所受拉力测量不准 ①准确平衡摩擦力 ②使细绳和纸带平行于木板 作图不准 系统误差 槽码的总重力代替小车所受的拉力 七、注意事项 1．打点前小车应靠近打点计时器且应先接通电源后释放小车。 2．在平衡摩擦力时，不要悬挂槽码，但小车应连着纸带且接通电源。用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡。 3．改变槽码的质量的过程中，要始终保证槽码的质量远小于小车的质量。 4．作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能地对称分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去。 八、课堂检测 1、如图所示是某同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已接通电源正要释放小车时的情况．请你指出该同学的五个差错． (1)电源：________________． (2)电磁打点计时器位置：________________． (3)滑轮位置：________________． (4)小车位置：________________． (5)长木板：________________． 2、用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a