牛顿第二定律（探究实验）

呼和浩特市第一中学“361”教学模式高一年级物理学科导学案班级 高一（ ）班 姓名 编号：人教版必修1第4章 第二节课题： 探究加速度和力、质量的关系 编制人: 马汀学习目标： 1. 通过阅读课本P71-74完成预学案2. 通过课堂讨论，小组讨论领会实验目的，数据处理，误差分析的方法3. 通过做实验领会探究过程的科学性和合理性.预学案首先阅读课本P68-74，独立完成以下内容，建议用时5分钟。然后组内合作充分交流，建议用时3分钟。一、温故1. 内容；一切物体总保持_状态或_状态，除非作用在它上面的力迫使它_为止。2. 理解：力不是维持物体运动的原因，而是 物体运动状态的原因。运动状态用 表示。3. 惯性：惯性表征运动状态改变的 程度。 _是惯性大小的唯一量度。二、知新1.实验目的： a.全面正确地认识 与力、质量的关系 b. 掌握用图象来分析实验数据，得出规律的方法2.实验原理加速度a与质量M、外力F都有关系研究它们之间的关系时，先保持 不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系；再保持物体所受的 相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系这种先控制某些参量不变，研究某两个参量之间变化关系的方法叫控制变量法探究案设疑互探展示评价一、探究问题：加速度与力和质量的关系。二、可提供实验器材：附有定滑轮的长木板*2、相同的小车*2、细线*2、钩码多个（已知质量）、砝码多个（已知质量）、刻度尺、宽口文件夹、打点计时器、纸带、低压交流电源；力传感器、位移传感器（可测加速度）三、辅助思考：1.研究一个量与另外两个量的定量关系，可以同时将后二者作为变量进行实验吗？如果不能，应该采用什么方法设计实验？答：2.你可以用什么方法测量加速度a？ 答：你可以用什么方法测量力F？答：你可以用什么方法测量质量m？答：3.你打算研究 的加速度与力和质量的关系？（研究对象用什么物体？）4.你的研究对象做以下哪种运动更便于测量加速度？匀速直线运动 / 匀变速直线运动 / 变加速直线运动5.实验设计中如何提供力F？ 答：6.你猜想a和F满足什么样的函数关系？a和m之间满足什么函数关系？如何从实验数据中得到两个物理量之间的函数关系？答：四、实验设计：* 实验设计的原则：科学性、安全性、简便性、精确性、可重复性1.实验器材及装置简图2.实验原理简述3.实验步骤简述：精讲案教师：充分运用现代化各种教育手段，创设情境、突出重点、明晰方法、深度拓展。学生：积极思考、专注倾听、认真记录。一、实验结论； 二、实验注意事项1平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变悬挂重物的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力【思考】改变小车质量是否需要重复平衡摩擦力？ 2.实验中必须满足小车和砝码的质量远大于悬挂重物的总质量只有如此，悬挂重物的总重力才可视为与小车受到的拉力相等【思考】为什么？ 3.每次准备释放小车时，小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手4.作图象时，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对称分布在所作直线两侧离直线较远的点误差较大，可舍去不予考虑三、误差分析1在实验中，我们认为钩码的重力就等于小车所受的合力但这是有误差的，只有在小车质量比较大，钩码重力比较小，且长木板合理倾斜的情况下，实验结果才比较理想2质量测量、长度测量中也存在偶然误差，可通过多次测量取平均值的方法来减小误差3平衡摩擦力不准而造成误差4描点作图时存在误差检测案独立思考，认真完成下列内容（建议用时8分钟）：1. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，关于小车所受的合力，下列叙述中正确的是()A小车所受合力就是所挂吊盘和砝码的重力B小车所受合力的大小等于吊盘和砝码通过细绳对小车所施加的拉力C只有平衡摩擦力后，小车所受合力才等于细绳对小车的拉力D只有平衡摩擦力后，且小车的质量M远大于吊盘与砝码的总质量时，小车所受合力可以认为等于吊盘和砝码的重力2. 某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，如图所示，图甲为实验装置简图(交流电的频率为50 Hz) (1)图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车加速度大小为_m/s2(保留两位有效数字)(2)保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的，数据如下表：请在如图丙所示的方格坐标纸中画出a图象，并依据图象求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是_(3)保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线，如图丁所示该图线不通过原点，请你分析其主要原因是_ _实验次数12345678小车加速度a/(ms2)1.901.721.491.251.000.750