2013人教版必修一《实验探究加速度与力、质量的关系》word教案.doc

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1、常州龙文教育个性化辅 导教学案 教师： 学生： 年级： 学科： 日期： 星期： 时段： 一、课 题 探究加速度与力、质量的关系 二、教学目标 理解物体运动状态的变化的快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关。 通过实验探究加速度与力的定量关系。 培养学生动手操作能力。 三、教学重难 点 控制变量法的使用。 如何提出实验方案并使实验方案合理可行。 实验数据的分析与处理。 四、教学课时 第一课时 五、教学方法 具体梳理探究过程，清除理解误区，然后通过例题的讲解和练习来完成讲练结合 六、 教 学 过 程 一、探究过程梳理： 1）赛车起动情况。 问题 1：想想看，加速度的大小可能与什么因数有关？ 问题

2、 2：研究一个量与多个量之间关系时，采用什么方法研究？ 问题 3：控制变量法的具体步骤？控制什么？研究什么？ 2）回顾设计探究方案。 提示问题：需要测哪些物理量？需要用到什么器材？ 3）操作步骤中的关键处。 方案（1）：试图用秒表，刻度尺测出静止的小车释放一段时间后的位移，求出加速 度，改变合外力，得出 a-F 图象。 （不妥之处？测的“时间”误差太大） 教 学 过 程 方案（2）：利用打点计时器测出小车在不同合外力下产生的加速度，绘出 a-F 图象。 （关键处：小盘与砝码的重力何时可看作小车受的外力？ 木板一端稍作垫高，使小车匀速滑下，此时小车受的合力是多大？ 提醒 1：小盘与砝码的质量应远

3、小于小车的质量，理由是什么？ 方案（3）：根据课本上参考案例，利用 P78 图 42-5 的实验器材，测出质量相同的两列小车，在 不同合外力作用下，相同时间内，发生的位移，看位移之比和合外力之比情况。 （关键处：位移之比为何等于加速度之比？如何设计表格？研究方法与方案（2）有何不同？） 方案（2）得到的 a-F 图线是否过原点，方案（3）得到的 a1/a2与 F1/F2的值是否相等 （方案（2）中出现下列图线的原因？并让同学们观察：出现下列图线对应小组所垫的木板高度是 否恰到好处平衡掉摩擦力，即观察小车是否匀速下滑？） （方案（3）中发现滑动距离较大时，误差较大。原因？） 物体的速度是描述物体

4、运动状态的物理量，物体的运动状态变化，是以速度这一物理量的 变化表现出来的，而我们已经学习过的加速度又是描述物体速度变化快慢的物理量，所以第一 个课题的确定就应是研究加速度与力的关系。而在相同力的作用下，由于物体的惯性不同，速 度变化的快慢也不同，质量是物体惯性大小的量度，所以第二个课题的确定是研究加速度与质 量的关系。 例 1 在实验：探究加速度与力.质量的关系探究实验中，为什么可用两车的位移之比表示加速 度之比？ 解析：在本探究实验中，两车均做初速度为 0 的匀加速直线运动。由匀加速直线运动位移公式 201atvx， 式中 v0=0，且两车的运动时间 t 相等，故有 a x，即21ax ，

5、 可用两车的位移之比表示加速度之比。 点评： 当问题探究的是某物理量与其他物理量之间的比例关系时，可以不测出该物理量的具体数 值，只需测出不同情况下该物理量的比值就行了。 例 2 在利用打点计时器探究加速度与力.质量关系的实验中，以下做法正确的是（ ） A. 平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上 B. 每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C. 实验时，先放开小车，后接通电源 D.“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究过程也不会产生影响 解析：平衡摩擦力时，不把悬挂重物用细绳通过定滑轮系在小车上，即不对小车施加拉力。在木板 无滑轮的一端下面垫一薄木块，反复移动

6、其位置，直到拖在小车后面的纸带上打出的点距均匀 为止。设木板的倾角为 ，则平衡摩擦力后有 mg sin = mg cos ，即 = arctan ， 与小车的质量无关，故每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力。实验时，应先 接通电源，待打点计时器工作稳定后再放开小车。实验要求重物的质量远小于小车的质量，因 为只有这样，重物的重力才近似等于细绳对小车的拉力。 例 3 在研究加速度与质量的关系时，为什么要用 m1为横坐标，加速度 a 为纵坐标，描绘 a m1图 象，而不是描绘 am 图象？ 例 4 在“探究加速度与力.质量的关系”这 一实验中，有两位同学通过测量，分别作出 a 一 F 图象，如

7、图 421（ a） （ b）中的 A.B 线所示；试分析： (1) 甲图的线不通过坐标原点的原因是 ； (2) 乙图的线不通过坐标原点的原因是 。 【基础训练】 1.在探究物体的加速度与力的关系时，应保持 不变，分别改变施加在物体上的力 F，测 出相对应的加速度 a。 2.在探究物体的加速度与物体的质量的关系时，应保持 不变，分别改变物体的质量 m， 测出相应的加速度 a. 3.更直观地反映物体的加速度 a 与物体的质量 m 的关系，往往利用它们的图像表示出来，该关系图 像应选用（ ） A.a-m 的图像；B.m-a 的图像； C.a1/m 的图像； D.m-1/a 的图像。 4。如果 a-F

8、 图像是通过原点的一条直线，说明物体的加速度 a 与施加在物体上的作用力是 关系。 5.如果 a-1/m 图像是通过原点的一条直线，则说明（ ） 物体的加速度 a 与物体的质量 m 成正比； 物体的加速度 a 与物体的质量 m 成反比； 物体的质量 m 与物体的加速度 a 成正比； 物体的质量 m 与物体的加速度 a 成反比。 6.在光滑的水平面上访一质量为 m 的物体 A 用轻绳通过定滑轮与质量为 m 的物体 B 相联接，如图所 示，物体 A 的加速度为 a1，先撤去物体 B，对物体 A 施加一个与物体 B 重力相等的拉力 F，如 图所示， ，物体 A 的加速度为 a2.则下列选项正确的是（

9、 ） A.a1=2 a2 B. a1= a2 C. a2=2 a1 D.以上答案都不对。 7.已知物体的加速度 a 与物体的受力 F 及物体的质量 m 满足关系式 aF,a1/m。在光滑的水平面 上有一质量为 m 的物体受到水平力 F 作用 ，在 t 时间内由静止开始移动了 s 距离，今要使距离 变为 4s,可采用以下哪一种方法（ ） A.将水平恒力增为 4F； B.将物体的质量减为原来的 1/4； C.将作用时间增为 4t； B A F F A D.将作用时间增为 2t. 8.如图所示，为测定木块与斜面间的动摩擦因数，某同学让木块从斜面上端由静止开始匀加速下滑， 他使用的实验器材仅限于：倾角

10、固定的斜面（倾角未知）.木块.秒表和米尺。 （重力加速度 g 为 已知， hdL、 表示斜面截面的三个边的长度） （1）.实验中需要记录的数据是 。 (2).用记录的数据计算动摩擦因数的表达式 。 （3）.为了减少测量的误差，在实验步骤中可采用的办法是 。 【能力提高】 1 某同学做探究加速度与力.质量的关系的实验，在平衡摩擦力时把木板的一端垫得过高，所得的 aF 图象为图 416 中的（ ） A. (a)图 B. ( b)图 C. ( c)图 D. ( d)图 2再做“探究加速度与力.质量的关系”的实验时，计算出个纸带的加速度后，将加速度与力.质量 的有关数值记入表中，如图， （ ） （）

11、（ ） （ ） （1）根据表中所列数据，分别划出 aF 图像和 a1/M 图像。 (2)像可以判定：当 M 一定时，a 与 F 的关系是 ； 当 F 一定时，a 与 M 的关系是 。 （3）由 a-F 图像可知 M= 。 （4）由 a-1/M 图像可知 F= m M 3一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图(1)所 示，图(2)是打出的纸带的一段。 图(1) 图(2) （1）已知打点计时器使用的交流电频率为 50Hz，利用图(2)给出的数据可求出小车下滑的加速度 a_。 （2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有_ _，用测得的量及加速

12、度 a 表示阻力的计算式为 f_。 4在探究牛顿第二定律的实验中回答下列各问。 （1）本实验中探究的方法： _。 _。 （2）在验证实验中实验仪器有：砂桶和砂子，小车和砝码，带滑轮的长木板，打点计时器和纸带复 写纸片，除了以上仪器外，还需要的仪器有_。 A秒表 B弹簧测力计 C毫米刻度尺 D天平 E低压直流电源 F低压变流电源 5.质量为 m 的物体放在 A 处的地平面上用竖直向上的力 F 拉物体，物体的加速度 a 与拉力 F 的关系 图线如图中 A 线所示.质量为 m的另一物体在 B 地做类似实验 ,得 a-F 的关系如图中 B 线所示, A.B 两线的延长线交 Oa 轴交于同一点，设两地的

13、重力加速度分别为 g和 ，由图可知 A. ， g B. m， = C. m= ， D. ， = 6实验装置如图所示：一木块放在水平长木板上，左侧栓有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮 与一重物相连。木块右侧与打点计时器的纸带相连。在重物牵引下，木块在木板上向左运动， 重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，右图给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出 的一些点，在每相邻的两点中间都有四个点未画出用米尺量出 1.2.3.4.5.6.7 点到 0 点的距 离分别是（单位：cm）8.78.16.45.23.02.28.50.32.88.36.14.38.29试根据这些数据，求木 块与木板间的摩擦因数

14、。要求写出主要的运算过程。结果保留 2 位有效数字。 （打点计时器 所用交流电频率为 50Hz，不计纸带与木块间的拉力。取重力加速度 g=10m/s2） 打点计时器纸带 0 1 2 3 4 5 6 7 纸带运动方向 打点计时器纸带 7某同学用如图所示的装置探究物体的加速度与作用力的关系时，他把砝码和砝码的总重量作为小 车的拉力，并依次测出了小车的加速度。 然后画出了如图所示的图像，该图像虽是一条直线， 但不通过坐标原点。请你分析一下原因，应如何改进实验才能使实验得出的结果通过坐标原点？ a 0 F 七、课后练习 八、学生对本次课的评价 特别满意 满意 一般 差 学生签字： 九、教学小结（100150 字） 教师签字： 教务主任签字：