第四章　第二节　加速度与力、质量之间的关系（课件 学案 练习，共3份）粤教版（2019）必修 第一册

第二节　加速度与力、质量之间的关系 ［学习目标］　1.学会用控制变量法探究物理规律(重点)。2.会测量加速度、力和质量，能作出物体运动的a-F、a-图像(重难点)。3.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、用气垫导轨探究加速度与力、质量之间的定量关系 (一)影响加速度的因素 实验思想：控制变量法 (1)保证滑块　　　　不变，在大小不同的外力(改变小桶中的橡皮泥质量)作用下，记录同一滑块经过两个光电门的时间，如图，探究加速度与外力F的关系。 (2)在大小　　　　的外力作用下，记录滑块上放有砝码和没放砝码时通过两个光电门的时间，探究加速度与质量的关系。 结论： ①同一滑块受到的外力越小，　　　　　，通过两个光电门的时间就越长，由s=at2，可得a=。s一定，t越长，a越小；反之t越短，a越大。即加速度a与物体受到的　　　　有关。 ②在大小相同的外力作用下，质量大的滑块运动得慢，通过两个光电门的时间长，加速度小，反之加速度大。即加速度a与物体的　　　　有关。 (二)实验方案：用气垫导轨探究加速度与力、质量之间的定量关系 1.实验思路 通过定滑轮悬挂小桶，释放小桶，滑块在细绳拉力的牵引下，沿水平导轨加速运动。通过测量滑块的质量、滑块所受的合外力与滑块的加速度，探究三者之间的关系。 (1)质量的测量：用　　　　测量。 (2)加速度的测量： 利用光电门求瞬时速度v1和v2，然后由运动学公式　　　　　　　　　　　　求加速度，其中v1=，v2=。 (3)力的测量 在用气垫导轨减小摩擦力的影响与保证加速度很小(即保证小桶与橡皮泥的总质量m 滑块质量M)两个条件下，滑块的合外力F合=　　　　　　　　。即把测量滑块所受的合外力转化为测量装有橡皮泥的小桶的总重力mg。 2.实验与探究 (1)探究加速度与力的定量关系 保持滑块质量不变，通过增减橡皮泥的质量来改变F的大小，重复多次实验，记录数据。 滑块质量M=　　　　kg 橡皮泥及小桶的质量m/kg F/N Δt1/s v1/(m·s-1) Δt2/s v2/(m·s-1) s/m a/(m·s-2) 作出a-F图像(如图甲所示) 结论：a∝F。 (2)探究加速度与质量的定量关系 保持合外力(橡皮泥及小桶的重力)不变，改变滑块M质量，重复实验，记录数据。 滑块所受拉力F=　　　　N 滑块(包含遮光条和砝码)的质量M/kg Δt1/s v1/(m·s-1) Δt2/s v2/(m·s-1) s/m a/(m·s-2) 作出a-图像(如图乙所示) 结论：a∝。 3.注意事项 (1)气垫导轨的气源不能长时间供气(不要超过3分钟)，做完一组实验应立即　　　气垫导轨气源。 (2)实验之前应调节地脚螺丝，使不挂小桶时滑块通过两个光电门的时间　　　　，说明气垫导轨已被调平。 (3)为了保证滑块所受的拉力近似地等于小桶与橡皮泥的总重力，实验过程中应使小桶与橡皮泥的总质量　　　　滑块的质量。 (4)作图时应使直线通过尽量多的点，不在线上的点　　　　分布在线的两侧，偏离太远的点应舍去。 例1　为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验。其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑块通过G1、G2光电门时，光束先后被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑块连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为Δs，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m。回答下列问题： (1)实验开始前应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？ 　　　　。 (2)若取M=0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是　　。 A.m1=5 g B.m2=15 g C.m3=40 g D.m4=400 g (3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：　　　　　　　　　(用Δt1、Δt2、Δs、s表示)。 例2　如 ... ...