《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第3章 實驗4 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第3章 實驗4 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系課件.ppt（34頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

實驗四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,,注意事項 1．實驗方法：控制變量法。 2．平衡摩擦力：在平衡摩擦力時，不要懸掛小盤，但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源。用手給小車一個初速度，如果在紙帶上打出的點的間隔是均勻的，表明小車受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。 3．實驗條件：只有滿足M?m，小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力。,4．一先一后一按?。焊淖兝托≤囐|(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點計時器，并應(yīng)先接通電源，后放開小車，且應(yīng)在小車到達滑輪前按住小車。 5．作圖：作圖時兩軸標(biāo)度比例要適當(dāng)，各量須采用國際單位，這樣作圖線時，坐標(biāo)點間距不至于過密，誤差會小些。,誤差分析 1．因?qū)嶒炘聿煌晟埔鸬恼`差：本實驗用小盤和砝碼的總重力mg代替小車的拉力，而實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力。 2．摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測量不準(zhǔn)確、計數(shù)點間距測量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會引起誤差。,熱點一 實驗原理與基本操作,B．實驗時，應(yīng)先接通打點計時器的電源，再放開小車 C．每改變一次小車的質(zhì)量，都需要改變墊入的小木塊的厚度 D．先保持小車質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系；再保持小車受力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,(3)本實驗的目的是：探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系，所以不能把牛頓第二定律當(dāng)成已知的公式來使用，故A錯誤；使用打點計時器時，都應(yīng)該先接通電源，后釋放紙帶，故B正確；平衡摩擦力后μ＝tan θ，與重物的質(zhì)量無關(guān)，所以不用再次平衡摩擦力，故C錯誤；本實驗采用控制變量法，故D正確。 答案 (1)平衡摩擦力 (2)m?M (3)BD,[變式訓(xùn)練] 1．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時采用如圖2所示的實驗裝置，小車及車中砝碼質(zhì)量為M，砂桶及砂的質(zhì)量為m。,(1)若已平衡摩擦力，在小車做勻加速直線運動過程中，繩的張力大小T＝________，當(dāng)M與m的大小滿足________時，才可認(rèn)為繩子對小車的拉力大小等于砂和砂桶的重力。 (2)某同學(xué)在保持砂和砂桶質(zhì)量m一定的條件下，探究小車加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，其具體操作步驟如下，則做法合理的有( ) A．平衡摩擦力時，砂桶應(yīng)用細(xì)線通過定滑輪系在小車上且小車后面的紙帶也必須連好 B．每次改變小車質(zhì)量M時，都需要重新平衡摩擦力,(2)平衡摩擦力時，應(yīng)在不掛砂桶的情況下讓小車帶著紙帶勻速下滑來平衡摩擦力，A錯誤；每次改變小車質(zhì)量M時，不需要重新平衡摩擦力，B錯誤；實驗時，先接通計時器的電源，再放開小車，C正確；小車運動的加速度必須由紙帶上的測量數(shù)據(jù)計算得到，D錯誤。,[例2] 一小組的同學(xué)用如圖3所示裝置做“探究物體質(zhì)量一定時，加速度與力的關(guān)系”的實驗。,熱點二 數(shù)據(jù)處理及誤差分析,(1)下列說法正確的有________。 A．平衡摩擦力時，用細(xì)線一端掛空砝碼盤，另一端與小車相連，將木板適當(dāng)傾斜，使小車在木板上近似做勻速直線運動 B．每次改變砝碼及砝碼盤總質(zhì)量之后，應(yīng)重新平衡摩擦力 C．應(yīng)讓砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量 D．砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及里面鉤碼總質(zhì)量時，可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤的重力,(2)圖4甲為實驗中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分。從比較清晰的點跡起，在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個計數(shù)點A、B、C、D、E，相鄰兩計數(shù)點之間都有4個計時點沒有標(biāo)出，用刻度尺分別測量出A點到B、C、D、E的距離如圖4甲所示，已知打點計時器接在頻率為50 Hz的交流電源上，則此次實驗中小車運動加速度的測量值a＝________m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),(3)某同學(xué)平衡摩擦力后，改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，分別測量出小車的加速度a。以砝碼盤及砝碼的重力F為橫坐標(biāo)，以小車的加速度a為縱坐標(biāo)，得到如圖乙所示的a－F圖線，則圖線不通過坐標(biāo)原點的主要原因是_________________。 解析 (1)平衡摩擦力時，應(yīng)將細(xì)線從小車上取下，輕輕推動小車，使小車沿木板運動，通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動，A錯誤；每次改變砝碼及砝碼盤總質(zhì)量之后，不需要重新平衡摩擦力，B錯誤；應(yīng)讓砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量，C錯誤；砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量時，可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤的重力，D正確。,[變式訓(xùn)練] 2.如圖5所示為某同學(xué)探究加速度與力和質(zhì)量關(guān)系的實驗裝置，兩個相同質(zhì)量的小車放在光滑水平板上，前端各系一條細(xì)繩，繩的一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤中可放砝碼。兩小車后端各系一條細(xì)繩，一起被夾子夾著使小車靜止。打開夾子，兩小車同時開始運動；關(guān)上夾子，兩小車同時停下來，用刻度尺測出兩小車的位移，下表是該同學(xué)在幾次實驗中記錄的數(shù)據(jù)。,請回答下述問題： (1)在每一次實驗中，甲、乙兩車的位移之比等于________之比，請簡要說明實驗原理：___________________________； (2)第一次實驗控制了________不變，在實驗誤差允許范圍內(nèi)可得出的結(jié)論是___________________________________； (3)第二次實驗控制了________不變，在實驗誤差允許范圍內(nèi)可得出的結(jié)論是__________________________________； (4)第三次實驗時，該同學(xué)先測量了甲車的位移，再根據(jù)前兩次實驗結(jié)論，計算出乙車應(yīng)該發(fā)生的位移，然后再測量了乙車的位移，結(jié)果他高興地發(fā)現(xiàn)，理論的預(yù)言與實際符合得相當(dāng)好。請問，他計算出的乙車的位移應(yīng)該是________。,以本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設(shè)置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性、設(shè)計性等特點。,熱點三 實驗的改進與創(chuàng)新,[例3] (2014新課標(biāo)全國卷Ⅰ)某同學(xué)利用圖7甲所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應(yīng)關(guān)系圖，如圖乙所示。實驗中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200 g，實驗時選擇了不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到?；卮鹣铝袉栴}：,(1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成 ________(填“線性”或“非線性”)關(guān)系。 (2)由圖乙可知，a－m圖線不經(jīng)過原點，可能的原因是______________________________________。 (3)若利用本實驗裝置來驗證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實驗中應(yīng)采取的改進措施是______________________________，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是________________。,解析 (1)把圖乙中的點用平滑線連接后，可以看出，a－m圖線是曲線即非線性。 (2)由圖像可知，小車受到鉤碼的拉力作用，但加速度仍為零，可能的原因是小車還受到摩擦力的作用。 (3)改進措施：第一圖線不過原點，要平衡摩擦力，所以調(diào)整軌道的傾斜度；第二，要使小車受到合外力等于鉤碼的重力，要求鉤碼質(zhì)量不能太大，即遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。 答案 (1)非線性 (2)存在摩擦力 (3)調(diào)整軌道傾斜度以平衡摩擦力 遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量,[變式訓(xùn)練] 3．圖8為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數(shù)的實驗裝置示意圖。實驗步驟如下： ①用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量M，重物的質(zhì)量m，用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d，用米尺測量兩光電門之間的距離x；,②調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平； ③讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間ΔtA和ΔtB，求出加速度a； ④多次重復(fù)步驟③，求a的平均值； ⑤根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)μ。,回答下列問題： (1) 測量d時，某次游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1 mm)的示數(shù)如圖9所示。其讀數(shù)為________ cm。,(4)如果細(xì)線沒有調(diào)整到水平，由此引起的誤差屬于______(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)。,