4.2实验：探究加速度与力、质量的关系 导学案（含答案）-高中物理人教版（2019） 必修第一册

4.2实验：探究加速度与力、质量的关系 【学习目标】 1．学会用控制变量法研究物理规律。 2．学会怎样由试验结果得出结论。 3．探究加速度与力、质量的关系。 【学习重点】 探究加速度与力、质量的关系。 【学习难点】 由实验结果得出结论。 【方法指导】 自主探究、交流讨论、自主归纳 【学习过程】 一、实验目的 探究加速度与力、质量的关系：当质量一定是，加速度与力成 ；当作用力一定是，加速度与质量成 。 二、实验原理 1．采用控制变量法：当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，我们设法控制某些参量使之不变化，而研究其中 的变化的方法。本试验有F、m、a三个参量，研究加速度与力、质量的关系时，我们先控制一个变量。即当力不变时，加速度与 的关系；当质量不变时，加速度与 的关系。 2．要测量的物理量有： ( 打点计时器 纸带 )（1）实验器材： 打点计时器，纸带及复写纸片，小车，一端附有定滑轮的长木板，小桶和沙，细绳，导线，天平， ，砝码。 （2）实验步骤 用天平测出小车和小桶的质量M和M/，把数值记录下来。 按图把实验器材装好，不挂小桶。 平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，让小车能在其上面做匀速运动。 把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，先接通电源在放开小车，取下纸带并标上号码。 保持质量不变，做上述试验，把力对应的纸带标好。 保持力不变，做上述试验，将质量对应的纸带标好。 计算出加速度，做出加速度与力的图像及加速度与质量得到数的图像。 表一： 物理量 1 2 3 4 5 6 质量M 1/M 加速度a 表二： 物理量 1 2 3 4 5 6 作用力F 加速度a 画出图像： ( a 1/M 0 ) ( a F ) 实验结论：物体的加速度与物体的 成反比，与物体 成正比。 【达标检测】 一、单选题 1．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中所采用的科学方法是（　　） A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立模型法 2．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，下列做法和理由正确的是(　　) A．实验中所用电源为低压直流电源 B．实验中纸带和细绳应与长木板严格平行，使力作用在物体运动方向的直线上 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 3．在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学根据实验数据画出的小车加速度a和小车所受拉力F的图像为图中的直线I，直线I在坐标轴上截距较大，明显超出了误差范围。下面给出了关于形成这种情况的四种解释，其中可能正确的是（　　） A．实验前该同学没有平衡摩擦力 B．该同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高 C．实验中该同学所用小车质量远大于钩码质量 D．实验中该同学所用小车质量远小于钩码质量 4．某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，下列做法正确的是（　　） A．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源 B．调节滑轮的高度，使拉木块的细绳与长木板保持平行 C．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上 D．通过增减木块上的砝码改变质量时，需要重新调节木板倾斜度来平衡木块受到的滑动摩擦力 5．物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法如：理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是（　　） A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法 B．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里运用了控制变量 ... ...