人教版必修一《实验探究加速度与力质量的关系》word教案.docx
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人教版必修一《实验探究加速度与力质量的关系》word教案
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:
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4.2-5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
,
式中v0=0,且两车的运动时间t相等,故有a∝x,即
,
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θ,则平衡摩擦力后有mgsinθ=μmgcosθ,即θ=arctanμ,θ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
为横坐标,加速度a为纵坐标,描绘a—
图象,而不是描绘a—m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,如图4—2—1(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.a—1/m的图像;D.m-1/a的图像。
4。
如果a-F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()
A.物体的加速度a与物体的质量m成正比;
B.物体的加速度a与物体的质量m成反比;
C.物体的质量m与物体的加速度a成正比;
D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()
A.a1=2a2B.a1=a2C.a2=2a1D.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a∝F,a∝1/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;
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,
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a—F图象为图4—16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,
a(m/s2)
1.98
4.06
5.95
8.12
F(N)
1.00
2.00
3.00
4.00
a(m/s2)
2.40
2.66
3.23
3.98
1/M(kg-1)
0.50
0.67
0.80
1.00
(1)根据表中所列数据,分别划出a—F图像和a—1/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=.
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:
①________________________________________。
②_______________________________________。
(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
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,设两地的重力加速度分别为
和
,由图可知
A.
>
,
<
B.
<
,
=
C.
=
,
<
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μ。
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)
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?
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(100~150字)
教师签字:
教务主任签字:
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