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

学校 课型 实验课 学生 姓名： 班级： 小组： 课时 1 题目 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系 年级 高一 学习目标 1.会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； 2.会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； 3.会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。 基础知识 一、原理与操作 1.原理与方法： 法、 法、 法。 2.a的测量用 ，F的测量用 ，m的测量用 。 ( 小车 纸带 打点计时器 )3.器材：一端附有滑轮的长木板、小车、细线和托盘、 、砝码、钩码、 、学生电源、纸带、刻度尺。 4.图示： 5.步骤：⑴.记录小车和托盘的质量m 和m0； ⑵.按实验装置图把实验器材安装好； ⑶.平衡摩擦力（方法：不挂托盘和钩码，将木板的一端稍作垫高，逐渐调节木板的倾角，直到使小车拖着纸带匀速下滑（纸带上打下的点间距相等））；——阻力补偿法 ⑷.调节定滑轮的高度使细线与木板平行； ⑸.在托盘内放上砝码，先 ，再 得到一条打好点的纸带； ⑹.保持小车的质量不变，改变小桶内砝码的质量，再做几次实验；——控制变量法 ⑺.算出每条纸带的加速度； ⑻.把各次实验中的数据填入表一内，做出 图像； ⑼.保持托盘内砝码质量不变，在小车上放钩码改变小车的质量，重复上面的实验。把各次实验中的数据填入表二内，做出 图像。 课堂拓展 2、 数据结论与误差 1.表格数据变成图像处理——图像法 实验次数 1 2 3 4 5 力F 质量m 质量倒数1/m 加速度a 图像是：a与F的图像（斜率表示： ）和a与 图像（斜率表示： ）。 2.结论：加速度与力成正比，与质量成反比。即：m一定，a正比于F，F一定，a正比于1/m。 3.误差分析 (1).质量的测量误差，纸带上打点计时器间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与轨道平面平行造成的误差。——偶然误差 (2)因实验原理不完善造成的误差：该实验中用小桶和砝码的总重力代替小车受到的拉力，其实不等。原因推导： 如何减小误差？ 何时无需远大于？ 。 (3)平衡摩擦力不准造成误差，分为：未进行阻力补偿，阻力补偿 ，或阻力补偿 即 （木板倾角 ）。 (4)误差与图像：甲 ；乙 ；丙 ；丁 。 3、 实验创新 1.原理创新：研究对象是整体、存在力传感器（或弹簧测力计），谈谈优缺点： 2.a测量创新：（1）光电门（配套气垫导轨）：如何求加速度？ 如何检验水平？ （2） 不求a的具体值，只要比例：阅读教材85页简单说明原理： 3.其他创新：慢慢积累 随堂检测 1.为了探究加速度与力的关系,使用如图所示的气垫导轨装置进行