§4.2 实验:探究加速度与力、质量的关系一 、学习目标1.能说出探究加速度与力、质量的关系的合理性和必要性。2.能说出实验思路的合理性,以及用图象处理实验数据的有效性。3.能熟练实验的操作和测量过程,以及通过图象处理实验数据的过程,体验如何平衡摩擦力、减小系统误差的办法4.能体会整个探究过程的科学严谨和合理性。二、学习重点、难点1.实验思路和方案的设计2.实验结果的分析三、知识导学1.实验目的:探究加速度与外力、质量三者的关系。思考与讨论:(1)为什么要探究加速度与力、质量的关系?(2)加速度与力、质量可能是什么关系?例如:1)小汽车和载重汽车 在相同外力作用时,小汽车速度变化快,说明加速度的大小与物体的质量有关。2)竞赛用的小汽车与普通小轿车质量相仿,但竞赛用的小车能获得巨大的牵引力,所以速度的变化比普通小轿车快,说明加速度的大小与外力有关。不同的力,作用在同一物体上,产生的加速度不同。相同的力,作用在不同物体上,产生的加速度也不同。说明物体的加速度与力、质量有关系。 在质量一定时,外力越大,加速度越大,加速度与外力可能成正比;在外力不变时,质量越小加速度越大,加速度与质量可能成反比。(设想总是从最简单的开始)2.实验思路:思考与讨论: 为了方便,如何探究一个物理量与多个物理量之间的关系?(控制变量法)(1)保持物体的质量不变,测量物体在不同外力作用下的加速度,探究加速度与外力的关系。 据实验数据绘制图象的方法,(也可以采用比较的方法,看不同的外力与由此外力产生的加速度的比值有何关系。)思考与讨论:以每次测量的数据(a,F)在坐标系上描点,如果二者之间是正比关系,所得图象应是什么曲线?(2)保持物体所受的力相同,测量不同质量的物体在该力作用下的加速度,探究加速度与力的关系。 采用根据实验数据绘制图象的方法。思考与讨论:以每次测量的数据(a,m)在坐标系上描点,如果二者之间是反比关系,所得图象应是什么曲线?若作出 a—1/m 图象会怎样?3.实验方案:本实验要测量的物理量有质量、加速度和外力。测量质量用天平,怎样测量加速度和外力?(1)测量加速度的方案:采用较多的方案是使用打点计时器,根据连续相等的时间 T 内的位移之差 Δx=aT2求出加速度。( 气垫导轨和光电门)。教材的参考案例效果也比较好。(2) 测量物体所受的外力的方案:由于我们上述测量加速度的方案只能适用于匀变速直线运动,所以我们必须...