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    第四章 2 实验:探究加速度与力、质量的关系 学案(含答案)--2023-2024学年高中物理人教版(2019) 必修 第一册

    第四章 2 实验:探究加速度与力、质量的关系 学案(含答案)--2023-2024学年高中物理人教版(2019) 必修 第一册第1页
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    高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 实验:探究加速度与力、质量的关系学案

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    这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 实验:探究加速度与力、质量的关系学案,共5页。
    2 实验探究加速度与力质量的关系[学习目标] 1.学习用控制变量法探究物理规律(难点)2.明确实验原理能通过实验数据及图像得出加速度与力质量的关系(重难点) 一、实验装置小车砝码槽码细线一端附有定滑轮的长木板垫木打点计时器____________纸带____________________二、实验原理与设计1实验思路——控制变量法(1)探究加速度与力的关系保持小车________不变通过改变________________改变小车所受的拉力测得不同拉力下小车运动的加速度分析加速度与________的定量关系(2)探究加速度与质量的关系保持小车所受的________不变通过在小车上________________改变小车的质量测得不同质量的小车对应的加速度分析加速度与________的定量关系2物理量的测量(1)质量的测量________测量在小车中________________可改变小车的质量(2)加速度的测量方法1让小车做初速度为0的匀加速直线运动__________测量小车移动的位移x________测量发生这段位移所用的时间t然后由a计算出加速度a方法2由纸带根据公式ΔxaT2结合逐差法计算出小车的加速度方法3不直接测量加速度求加速度之比例如让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等测出各自的位移x1x2____________把加速度的测量转换成________的测量(3)力的测量在阻力得到补偿的情况下小车受到的________等于小车所受的合力在槽码的质量比小车的质量__________可认为小车所受的拉力近似等于________________使用力传感器可以直接测量拉力的大小不需要使槽码的质量远小于小车的质量三、实验步骤1________测出小车的质量m并把数值记录下来2按如图所示的装置把实验器材安装好(小车上先不系细线)3补偿阻力在长木板不带定滑轮的一端下面垫上垫木反复移动垫木位置启动打点计时器直到轻推小车使小车在木板上运动时可保持________________运动为止(纸带上相邻点间距相等)此时小车重力沿木板方向的分力等于打点计时器对小车的阻力和长木板的摩擦阻力及其他阻力之和4把细线绕过定滑轮系在小车上另一端挂上槽码保持小车质量不变改变槽码的个数以改变小车所受的拉力处理纸带测出加速度将结果填入表11 小车质量一定拉力F/N     加速度a/(m·s2)      5.保持槽码个数不变即保持小车所受的拉力不变在小车上增减砝码重复上面的实验求出相应的加速度把数据记录在表22 小车所受的拉力一定质量m/kg     加速度a/(m·s2)      四、数据处理1m一定时分析加速度a与拉力F的定量关系由表1中记录的数据以加速度a为纵坐标以拉力F为横坐标根据测量数据描点然后作出aF图像如图所示若图像是一条__________________就能说明aF成正比2分析加速度a与质量m的定量关系由表2中记录的数据a为纵坐标为横坐标根据测量数据描点然后作出a图像如图所示若图像是一条__________________说明a____am________3实验结论(1)保持物体质量不变时物体的加速度a与所受拉力F________(2)保持拉力F不变时物体的加速度a与质量m________五、误差分析1系统误差本实验中用槽码的重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要____槽码的重力)2偶然误差(1)质量的测量(2)打点间隔距离的测量(3)倾斜角度不当补偿阻力不足或过度六、注意事项1补偿阻力在补偿阻力时________(需要不要)把悬挂槽码的细线系在小车上即不要给小车施加任何牵引力并要让小车________________运动2质量关系每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量__________槽码的质量的条件下打出只有如此小车受到的拉力才可视为等于槽码的重力3打点计时器的位置改变拉力和小车质量后每次开始时小车应尽量________打点计时器并应先________________________________且应在小车到达滑轮前______小车4作图规则作图像时要使尽可能多的点落在所作直线上不在直线上的点应尽可能均匀分布在直线两侧离直线较远的点________________1 在研究作用力F一定时,小车的加速度a与小车(含砝码)质量M的关系的实验中,某同学安装的实验装置和设计的实验步骤如下:A.用天平称出小车和槽码的质量B.按图安装好实验器材C.把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂槽码D.将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上,启动电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,并在纸带上标明小车质量E.保持槽码的质量不变,增加小车上的砝码个数,并记录每次增加后的M值,重复上述实验F.分析每条纸带,测量并计算出加速度的值G.作aM关系图像,并由图像确定aM的关系(1)请改正实验装置图中的错误。电磁打点计时器位置________小车位置__________滑轮位置____________(2)该同学漏掉的重要实验步骤是________,该步骤应排在步骤________之后。(3)在上述步骤中,有错误的是步骤______,应把________________改为____________(4)在上述步骤中,处理不恰当的是步骤__________,应把________________改为______________2 某同学用如图所示的实验装置探究小车的加速度a与质量m的关系所用交变电源的频率为50 Hz(1)如图是他某次实验得到的纸带每两个计数点间有四个点未画出部分实验数据如图所示则小车的加速度是________ m/s2(2)保持小车所受的拉力不变改变小车质量m分别测得不同质量时小车加速度a的数据如表所示请在如图所示的坐标纸中作出a图像根据a图像可以得到的实验结论是____________________________________________ 次数12345678质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67加速度a/(m·s2)0.6180.5570.4820.4030.3170.2350.1520.086质量倒数/kg14.003.453.032.502.001.411.000.603 如图甲所示为某同学研究物体加速度与力和质量关系的实验装置示意图,图乙是该装置的俯视图。两个相同的小车,放在水平桌面上,前端各系一条轻细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘里可放砝码。两个小车通过细绳用黑板擦固定,抬起黑板擦,小盘和砝码牵引小车同时开始做匀加速直线运动,按下黑板擦,两小车同时停止运动。实验中补偿阻力后,可以通过在小盘中增减砝码来改变小车所受的合力,也可以通过增减小车上的砝码来改变小车的总质量。该同学记录的实验数据如下表所示,则下列说法中不正确的是________实验次数小车1总质量m1/g小车2总质量m2/g小车1受合力F1/N小车2受合力F2/N小车1位移x1/cm小车2位移x2/cm15005000.100.2020.139.825005000.100.3015.244.535005000.200.3019.830.842505000.100.1039.720.053004000.100.1020.315.163005000.100.1030.018.0 A研究小车的加速度与合外力的关系可以利用第123三次实验数据B研究小车的加速度与小车总质量的关系可以利用第236三次实验数据C研究小车的加速度与小车总质量的关系可以利用第456三次实验数据D可以通过比较两个小车的位移来比较两个小车的加速度大小 

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