人教版 (新课标)必修12 实验：探究加速度与力、质量的关系导学案

第二节  实验：探究加速度与力、质量的关系

学习目标

（一）课程要求

1.掌握一种科学的研究方法——控制变量法

２理解制定实验方案的指导思想和方法

３.利用实验装置完成“加速度与力、质量关系”实验的探究

（二）重、难点：

重点：1.理解实验的设计原理，合理地使用实验器材进行探究发现

2. 实验过程中的操作注意事项，尤其是对实验条件的控制操作

3. 利用图像法对实验数据处理，得出实验结论

难点：1. 对实验中的平衡摩擦力、沙桶和沙子的总质量远小于小车质量的理解

2.利用纸带计算小车的加速度

      3. a－F 和 a－ 两图象的描绘

   4.实验误差的分析

强化基础

1．为了研究加速度跟力和质量的关系，应该采用的实验方法是（     ）

A．控制变量法　　　　　　 B．假设法

C．理想实验法      D．图象法

2．在某次探究加速度和力的关系的实验中，某人得到的a－F图象如图1所示，从这个实验图象可以得到的结论中正确的是（     ）

A．这些点并不全是在一条通过原点的直线上，因此，不能认为当m一定时，a与F成正比

B．在实验中总是会出现误差的，这些点偏离这条过原点的直线的原因，可能是误差造成的，如果没有误差，这些点是不会偏离该直线的．因此可以认为：当m一定时，a与F成正比

C．当m一定时，a与F成正比这条规律应该不会错．实验得到的结果与该规律不符合是实验做错了

D．上述说法都是错的

3．在探究物体的加速度与力、质量的关系时，下列说法中正确的是（     ）

A．同时测出物体的质量、加速度和力，能容易发现三者之间的关系

B．保持物体的质量不变，一定要测出加速度的数值，才能找出加速度与力的关系

C．可以利用物体做自由落体运动来探究加速度与质量的关系

D．质量一定时，如果加速度与力的图象是一条过原点的倾斜直线，则加速度与力成正比

4．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法中正确的是(　  　)

A．为了减小实验误差，悬挂物的质量应远小于车和砝码的总质量

B．为减小小车、纸带受到摩擦力对实验的影响，需要把小车运动平面起始端尽量抬高

C．采用描点法画图象，是为了减小误差

D．采用a－坐标作图，是为了根据图象直观地作出判断

5．某同学做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，画出了如图2所示的三条图线，这三条图线表示实验中的__________不同．

6．在探究加速度与力、质量的关系的实验中备有下列器材：

A．打点计时器　B．天平　C．秒表　D．低压交流电源　E．电池　F．纸带　G．细绳、砝码、小车、小盘　H．薄木板　I．装有沙的小桶

其中多余的器材是：__________________．（填器材前面的字母）

缺少的器材是：______________________．

7．如图3所示，是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后即将开始试验的示意图，图中A为沙桶和沙，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池，电压为6V，G是电键，请指出图中的三处错误：

(1)_______________________ ___；

(2)__________________________；

(3)__________________________．

能力提升

8.在“探究物体质量一定时，加速度与物体所受的合外力关系”的实验中，某同学的测量数据如下表所示：

根据上表的实验数据分析，当物体所受的合外力为0.9N时，物体的加速度大小为_________ m/s2

9．甲、乙、丙、丁四位同学在做“探究加速度与物体质量和合外力的关系”的实验时，使用的实验装置如图4中的左图。设小车和车上砝码质量之和为M，砂及砂桶的总质量为m，分别得出甲、乙、丙、丁四条图线，其中图甲、乙、丙是a－F图线，图丁是a－1/M图线，则下列说法中正确的是（     ）

A．甲和乙较好地把握了实验条件M远大于m

B．丙和丁没有把握好实验条件M远大于m

C．甲同学长木板的倾角太大，而乙同学长木板倾角太小

D．四位同学中，丙同学较好地完成了平衡摩擦力的操作

10．某同学按照上题中的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，保持小车的质量一定，测得小车的加速度a与拉力F的数据如下表：

(1)根据表中数据，在如图5所示的坐标系中作出图象．

(2)图线存在截距，其原因是____________________．

(3)由图象可得出的结论是____________________．

感悟经典

11.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图6中的甲所示．

(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图6中的乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，测出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝__________m/s2.(结果保留两位有效数字),出现加速度的主要原因是_______________.

(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上，挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：

请根据实验数据在图7中作出a－F的关系图象．

(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，请说明主要原因．

答案： (1)0.15～0.17；在平衡摩擦力时，长木板与水平面的倾角过大　

(2)(见图8)

(3)未计入砝码盘的重力。

本题主要考查“探究加速度与质量、物体受力的关系”这一探究性实验，题中用到的知识点有纸带的处理、表格数据的处理以及图象问题．意在考查考生对实验的探究能力，以及熟练运用学过知识处理问题分析问题的能力及绘图的能力．根据Δs＝a T2可计算小车的加速度，a＝0.16m/s2，运用表格中给出的数据可绘出图象，图象不过原点的主要原因是未计入砝码盘的重力．

第二节  实验：探究加速度与力、质量的关系

一．强化基础

1.A     2.B     3.D   4.ACD   5. 小车和砝码的总质量   6. C、E　毫米刻度尺、带滑轮的长木板．

二.提升能力

7. (1)B接滑块的细线应水平(或与导轨平行)

(2)C滑块离计时器太远

(3)E电火花计时器用的是220V的交流电，不能接直流电

8. 0.54  9. ABD  10. (1)如图所示　(2)桌面与小车之间存在摩擦力作用　(3)在物体质量一定时，加速度与受到的合外力成正比．