第2节实验：探究加速度与力、质量的关系导学案

第二节实验：探索加速度和力、质量关系的指导方案【课前预习】一、实验目的：二、实验原理：三、实验器材：四、实验步骤：五、注意事项【预习检查】1 .使用打点定时器探索加速度和力质量的关系的实验中，以下方法是正确的()a .平衡摩擦力时，请将重物用绳通过固定滑轮与手推车结合b .每次改变推车的质量时，不需要重新平衡摩擦力c .实验时，把购物车移开，再接通电源如果不满足“重物的质量远小于手推车的质量”的条件，就不会影响探索过程2 .在进行“探索加速度和力、质量的关系”的实验时，计算并测定各胶带的加速度将与加速度a和力f相关的数据记录在表1中a/(ms-2 )1.984.065.958.12信噪比1.002.003.004.00如表2所示。表1表2a/(ms-2 )2.042.663.233.98/kg-10.500.670.801.00(1)根据表所示的数据，分别描绘a-F图像和a-1/m图像.(2)从图像中，m一定的情况下，a和f的关系可以判定为_的情况下，a和m的关系是3 .某实验组的几个同学在探索加速度、物体质量和外力的关系的实验中成为物体质量在量一定的情况下，分别根据实验数据描绘不同的实验图像，如图4-2-3所示，这样说分析是正确的()图4-2-3a .形成图甲的原因是平衡摩擦力使板的倾斜过大b .形成图b的原因是平衡摩擦力板的倾斜角太小c .形成图c的原因是平衡摩擦力使板的倾斜角过大d .形成图丁的原因是平衡摩擦力使板的倾斜角太小4 .在“探索加速度和力、质量的关系”实验中，关于平衡摩擦力的说法是正确的()a .“平衡摩擦力”的本质是使手推车受到的摩擦力为零b .“平衡摩擦力”的本质是将推车所受到的沿着重力斜面的方向的分力和所受到的摩擦阻力力量平衡c .“平衡摩擦力”的目的是使车辆受到的合力等于通过绳子施加给车辆的力拉伸力d .“平衡摩擦力”是否成功，用手推车拖动后能够用打点计时器打出的纸带的光点间距是取决于是否均匀5 .在用实验探索加速度和力的关系时，对于以下实验的想法和数据分析，正确的是()a .实验的基本思想是保持物体质量一定，测量和分析物体不同力产生的加速度加速度和力的关系b .实验的基本思想是，保持物体所受到的力相同，质量不同的物体以其力加速度，分析加速度和质量的关系c .处理实验数据时，以a为纵轴，f为横轴，根据数据在坐标系上画点点在通过原点的直线上，a表示与f成比例d .处理实验数据时，以a为纵轴，以m为横轴，根据数据在坐标系上画点点在通过原点的直线上，a表示与m成比例6 .如图4-2-4所示，在研究牛顿第二定律的演示实验中如果1、2辆同一推车上的张力分别为F1、F2，则在车上重物的质量分别为m1、m2，打开夹子经过相同时间时间车辆的位移分别为x1、x2，在实验误差可以允许的范围内里面有() 图4-2-4a.m1=m2，F1=2F2的情况下x1=2x2b.m1=m2，F1=2F2的情况下x2=2x1c.f1=f2，m1=2m2的情况下，x1=2x2d.f1=f2，m1=2m2的情况下，x2=2x17 .在“探索加速度和力、质量的关系”实验中，关于推车所受到的合力，以以下记述是正确的是()a .推车受到的合力是吊台和重物的重力b .手推车所承受的合力的大小，等于吊盘和重物通过细绳施加在手推车上的拉力c .只有平衡的摩擦力，汽车受到的力就等于细绳拉向汽车的力d .只是平衡摩擦力，小车的质量m远大于起重机和重物的总质量时，小车受到合力可以认为等于吊台和重物的重力8 .研究加速度和物体质量和合力的关系，知道物体加速度a和物体身体所受到的力f和物体的质量m满足的关系式aF，a1/m .如果处于平滑的水平面上量m的物体受到水平力f，静止后在t时间内只移动了x距离，所以现在把距离4x可以采用以下方法之一()a .水平一定力4F B .把物体的质量减少到原来的一半c .把作用时间增加到2t D .作用时间增加到4t9 .在探索a和f、m关系的实验中，得到了以下实验数据信噪比0.1960.2940.3920.4900.588a/(ms-2 )0.250.380.901.201.53(1)在图4-2-5所示坐标上画a-F线.(2)从图中可以知道实验操作中的问题是什么【随堂训练】1 .“探索加速度和力、质量的关系”实验中，以下说法是正确的()a .在平衡摩擦力的情况下，托盘使用细线通过固定滑轮与推车连接，但是不能将重物放入托盘内b .实验中，手推车和砝码的总质量不需要远大于托盘和砝码的质量c .实验中用纵轴表示加速度，用横轴表示车和车内的砝码的总质量，画出它的点在直线上时，证明加速度与质量成反比d .在平衡摩擦力的情况下，车后面的胶带必须牢固地连接。 因为在运动中磁带也受到抵抗2 .通过“探索牛顿第二定律”实验，探索滑块的质量m0不变时的加速度和外力f的定义量关系、砝码质量m和滑块质量m0分别选择以下4个值A.m0=500 g、m分别为50 g、70 g、100 g、125 gB.m0=500 g，m分别为20 g、30 g、40 g、50 gC.m0=200 g，m分别为50 g、75 g、100 g、125 gD.m0=200 g，m分别为30 g、40 g、50 g、60 g如果其他操作正确，则用_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _组的值测量同时画的a-F线是正确的.图4-2-13 .使用图4-2-1所示装置，在力f一定时，研究推车的加速度a和推车质量m的关系某学生设计的实验步骤如下： a .用天秤测量手推车、水桶和内部装着的沙子的质量. b .图中安装实验器材c .把轻绳系在推车上，绕过固定滑轮，悬挂砂桶d .连接电磁打点计时器用6 V电压的电池，接通电源，放开推车，打点计时器在纸带上丢了一系列的点在纸带上表示车的质量的e .桶和其中的砂的质量保持一定，增加推车的重量，并记录每次增加的m的值，反复进行上述实验的f .分析各磁带，测定加速度的值而计算出的g制作a-m关系图像，根据图像决定a-m关系.(1)该同学忽略的重要实验步骤是，该步骤应该放在_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _步骤的实验之后(2)在上述步骤中，有错误的地方要改为(3)在上述步骤中，不适当的处理应该变更为4 .一个学生设计了一个实验，探索加速度a和物体受到的合力f和质量m的关系。 图4-2-2图a是实验装置的概略图(交流的频率为50 Hz )。图4-2-2(1)图乙是某实验得到的纸带，从纸带要求的推车的加速度的大小是_m/s2 (保留)两位有效数字(2)不改变沙子和水桶的质量，改变手推车的质量m，与推车的加速度a和质量m相对应1/m，数据如下表所示实验次数12345678小车加速度a/(ms-2 )1.901.721.491.251.000.750.500.30购物车质量公斤级0.250.290.330.400.500.711.001.67/kg-14.003.453.032.502.001.411.000.60在图4-2-3所示的棋盘上绘制a-1/m的图，根据图求出购物车加速度a和质量倒数1/m的关系式，则为(3)不改变车的质量，改变砂和桶的质量，同学根据实验数据，绘制了加速度a的合力f引起的变化图表。 图表不通过原点的原因是：不通过原点。图4-2-3图4-2-4【放学后的练习】1 .在本实验中，以下做法和理由是正确的()a .实验使用的电源是低压直流电源b .可以用挂钩线替换装有砂子的桶，实验更加方便c .实验结果不使用a-M图像，另外，a-1/M图像是为了能从图像直观地判断d .推车运动的加速度用天秤测定水桶和沙子的质量(m 和m )和推车质量m后直接使用式a=(mm) g/m求出(mm) m2 .两辆同一辆车排到光滑的水平台上，车的前端有细线，线的另一端越过固定绳轮一个一个地挂着小盘子，在盘子里分别放着不同质量的重物(图4-2-5(a ) )。汽车受到的水平拉力f的大小可以认为等于砝码(包括砝码盘)受到的重力的大小。 手推车的后端也有细线，用着一只。夹子夹住两条细线(图(b ) )，控制两台车同时开始运动，结束运动。 两辆车初速度都为零，运动时间也相同，x=at2/2，即xa，如果测定两台车的位移x的比，就等于测定让我们来计算一下加速度a的比。如果购物车的质量相同，请选择以下选项：购物车的质量相同拉伸力f相等时，拉伸力f相等时，拉伸力f等于拉伸力f在实验中，将重物(包括重物)受到的重力G=mg的大小作为手推车受到的拉力f的大小为了引起实验误差，减小该误差，g和推车受到的重力Mg之间应满足的关系如下_ _ _ _ _ _ _ _ _图4-2-5图4-2-63 .使用图4-2-6所示的装置，探索“加速度与力、质量的关系”的活动(1)在某同学接通电源进行实验之前，将实验器材如图所示组装。 请指出这个装置有错误。或故障：故障，故障，故障，故障。(2)修改实验装置后，同学顺利完成做了实验。 图4-2-7是他通过实验得到的到达的磁带是图中相邻的两个计数点的之间的时间间隔是0.1 s，图中的数字可以计算的推车的加速度a为_m/s24 .学生们在做探索加速度、物体质量和合力的关系的实验时：图4-2-7(1)甲先生为了使推车所受到的外力等于水桶和沙子的总重量，采取了以下两项措施平衡摩擦力：在长板的没有滑轮的端部下铺上小木块，反复移动木块的位置到车上用小水桶的牵引把纸带和手推车一起等速直线运动调整沙子的量，调整沙子和桶的合计质量m远远小于手推车和砝码的总质量m。