《高考物理（山东）新攻略大一轮课标通用课件：第三章 04-实验 探究加速与物体受力、物体质量的关系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理（山东）新攻略大一轮课标通用课件：第三章 04-实验 探究加速与物体受力、物体质量的关系（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引 实验 探究加速度与物体受 力 物体质量的关系 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引总纲目录 一 实验目的 二 实验原理 三 实验器材 基 础 过 关 四 数据步骤 五 数据处理 六 注意事项 七 误差分析 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引总纲目录 考点一 实验原理和实验操作 考点二 实验数据处理和误差分析 考点三 实验拓展和实验创新 考 点 突 破 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 基础过关 一 实验目的 1 学会用 控制变量 法研究物理规律 2 探究加速度与力 质量的关系 3 掌握灵活运用图
2、像处理问题的方法 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 二 实验原理 本实验的实验装置图如图所示 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 1 保持 质量 不变 探究加速度跟物体受力的关系 2 保持物体所受的 力 不变 探究加速度与物体质量的关系 3 作出a F图像和a 图像 确定其关系 三 实验器材 小车 砝码 小盘 细绳 一端附有定滑轮的长木板 薄木块 打点 计时器 低压交流电源 导线 纸带 复写纸 天平 刻度尺 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 四 实验步骤 1 测量 用 天平 测量小盘和砝码的总质量m 和小车的质量m 2 安装
3、 按照实验装置图把实验器材安装好 只是不把悬挂小盘的细绳系 在小车上 即不给小车牵引力 3 平衡摩擦力 在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一薄木块 使小车 在不挂砝码和小盘的情况下能 匀速 下滑 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 4 实验操作 1 将小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上 小车停在打点计时器处 先 接通电源 后 放开小车 打出一条纸带 取下纸带编号码 并计算出小盘和砝码的总重力 即小车所受的合外力 2 保持小车的质量m不变 改变砝码和小盘的总质量m 重复步骤 1 3 在每条纸带上选取一段比较理想的部分 测加速度a 4 描点作图 作a F图像 5 保持砝码和小盘
4、的总质量m 不变 改变小车质量m 重复步骤 1 和 3 作a 图像 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 五 数据处理 1 计算小车的加速度时 可使用 研究匀变速直线运动的特点 的方法 利用 打出的纸带 采用逐差法求加速度 2 作a F图像 a 图像找关系 六 注意事项 1 在平衡摩擦力时 不要把悬挂小盘的细绳系在小车上 即不要给小车加 任何牵引力 要让小车拖着纸带运动 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 2 实验步骤2 3不需要重复 即整个实验平衡了摩擦力后 不管以后是改 变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量 都不需要重新平 衡摩擦力 3
5、每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘和砝 码的总质量的条件下打出 只有如此 小盘和砝码的总重力才可视为小 车受到的拉力 4 改变拉力和小车质量后 每次开始时小车应尽量靠近打点计时器 并应 先接通电源 再放开小车 且应在小车到达滑轮前按住小车 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 5 作图像时 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 能均匀分布在所作直线两侧 6 作图时两轴标度比例要选择适当 各量须采用国际单位制中的单位 这样作图线时 坐标点间距不会过密 误差会小些 7 为提高测量精度 1 应舍掉纸带上开头比较密集的点 在后边便于测量的地方找一
6、个起点 2 可以把每打五次点的时间作为时间单位 即从开始点起 每五个点标 出一个计数点 而相邻计数点间的时间间隔为T 0 1 s 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 七 误差分析 1 质量的测量误差 纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差 细绳或 纸带不与木板平行等都会造成误差 2 因实验原理不完善造成误差 本实验中用小盘和砝码的总重力代替小 车受到的拉力 实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力 存 在系统误差 小盘和砝码的总质量越接近小车的质量 误差就越大 反 之 小盘和砝码的总质量越小于小车的质量 误差就越小 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础
7、过关 3 平衡摩擦力不准造成误差 在平衡摩擦力时 除了不挂小盘外 其他的 都跟正式实验一样 比如要挂好纸带 接通打点计时器 匀速运动的标 志是打点计时器打出的纸带上各点的距离相等 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 考点一 实验原理和实验操作 考点突破 例1 某实验小组利用如图 a 所示的装置探究加速度与物体质量 物 体受力的关系 a 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 1 下列做法正确的是 选填字母代号 A 调节滑轮的高度 使牵引木块的细绳与长木板保持平行 B 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 桶通过细绳绕过定滑轮拴在木
8、块上 C 实验时 先放开木块再接通打点计时器的电源 D 通过增减木块上的砝码改变质量时 不需要重新调节木板倾斜度 2 为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到 的拉力 应满足的条件是 砝码桶及桶内砝码的总质量 选填 远大于 远小于 或 近似等于 木块和木块上砝码的总质量 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 3 甲 乙两同学在同一实验室 各取一套图示的装置放在水平桌面上 木块上均不放砝码 在没有平衡摩擦力的情况下 研究加速度a与拉力F 的关系 分别得到图 b 中甲 乙两条直线 设甲 乙用的木块质量分 别为m甲 m乙 甲 乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为
9、 甲 乙 由 图可知 m甲 m乙 甲 乙 均选填 大于 小于 或 等于 b 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 答案 1 AD 2 远小于 3 小于 大于 解析 1 实验中细绳要与长木板保持平行 A项正确 平衡摩擦力时 不 应该将装有砝码的砝码桶通过细绳绕过定滑轮拴在木块上 B项错误 实 验时应先接通电源再放开木块 C项错误 平衡摩擦力后 改变木块上的 砝码的质量后不需要再重新平衡摩擦力 D项正确 2 设木块和木块上砝码的总质量为M 砝码桶及桶内砝码的总质量为m 则细绳上的拉力为F Ma M mg 可见 当砝码桶和桶内砝码 的总质量m远小于木块和木块上砝码的总质量M时 可
10、得F mg 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 3 不平衡摩擦力时 有F mg ma 则a g a F图线的斜率大 对应的 木块质量小 图线纵轴截距绝对值大 对应的木块与木板间的动摩擦因 数大 因此m甲 乙 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 变式1 2019河北石家庄期末 在探究加速度与物体质量 物体受力的 关系活动中 某小组设计了如图甲所示的实验装置 图中上下两层水平 轨道表面光滑 两小车前端系上细线 细线跨过滑轮并挂上砝码盘 两小 车后端的细线连到控制装置上 实验时通过控制装置使两小车同时开始 运动 然后同时停止 甲 总纲目录 基础过关 考点突
11、破 巩固训练 栏目索引考点突破 1 在安装实验装置时 应调整滑轮的高度 使 在 实验时 为减小系统误差 应使砝码盘和砝码的总质量 小车的 质量 选填 远大于 远小于 或 等于 2 本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小 能这样比 较是因为 3 小车 的质量均为200 g 实验中获得的数据如下表所示 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 实验次数小车拉力F N位移x cm 1 0 1 0 246 51 2 0 229 04 0 343 63 3 0 341 16 0 444 80 4 0 436 43 0 545 56 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索
12、引考点突破 在第1次实验中 小车 从A点运动到B点的位移如图乙所示 请将测量结果 填到表中空格处 通过分析 可知表中第 次实验数据存在明显 错误 应舍弃 乙 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 答案 1 细线与轨道平行 远小于 2 两小车都从静止开始做匀加速直线运动 且运动时间相等 3 23 36 23 34 23 38均对 3 解析 1 安装实验装置时 应调整滑轮高度 使拉小车的细线与轨道平 行 只有在砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量时 才能认为砝码 盘和砝码的总重力近似等于细线拉小车的力 2 对初速度为零的匀加速直线运动 根据运动学公式有x at2 运动时 间相等
13、时有 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 3 由题图乙可知刻度尺的分度值是1 mm 读数时要估读到分度值的下 一位 则测量结果为23 86 cm 0 50 cm 23 36 cm 当小车质量一定时 小车的加速度与合外力成正比 本题中两小车均做 初速度为零的匀加速直线运动 且运动时间相等 所以两小车的位移之 比等于加速度之比 由此可知 小车所受的拉力之比应该近似等于位 移之比 由实验数据可发现 第3次实验数据存在明显错误 应舍弃 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 考点二 实验数据处理和误差分析 例2 2016课标 23 10分 某物理课外小组利用图
14、a 中的装置探究物 体加速度与其所受合外力之间的关系 图中 置于实验台上的长木板水 平放置 其右端固定一轻滑轮 轻绳跨过滑轮 一端与放在木板上的小滑 车相连 另一端可悬挂钩码 本实验中可 用的钩码共有N 5个 每个质量均为 0 010 kg 实验步骤如下 图 a 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 1 将5个钩码全部放入小车中 在长木板左下方垫上适当厚度的小物块 使小车 和钩码 可以在木板上匀速下滑 2 将n 依次取n 1 2 3 4 5 个钩码挂在轻绳右端 其余N n个钩码仍留在 小车内 用手按住小车并使轻绳与木板平行 释放小车 同时用传感器 记录小车在时刻t相对于其起
15、始位置的位移s 绘制s t图像 经数据处理后 可得到相应的加速度a 3 对应于不同的n的a值见下表 n 2时的s t图像如图 b 所示 由图 b 求出此时小车的加速度 保留2位有效数字 将结果填入下表 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 4 利用表中的数据在图 c 中补齐数据点 并作出a n图像 从图像可以 看出 当物体质量一定时 物体的加速度与其所受的合外力成正比 n12345 a m s 20 20 0 580 781 00 图 b 图 c 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 5 利用a n图像求得小车 空载 的质量为 kg 保留2位有效数 字
16、重力加速度取g 9 8 m s 2 6 若以 保持木板水平 来代替步骤 1 下列说法正确的是 填入正确选项前的标号 A a n图线不再是直线 B a n图线仍是直线 但该直线不过原点 C a n图线仍是直线 但该直线的斜率变大 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 答案 3 0 39 在0 37 0 49范围内均可 4 如图所示 5 0 45 在0 43 0 47范围内均可 6 BC 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 解析 3 由s at2得a 在s t图像中找一点坐标 代入公式即可求出a 5 对小车和钩码组成的系统应用牛顿第二定律 有nmg M Nm a 则a a n图线的斜率k 从而可解出M 6 对于已平衡摩擦力的情况 对整体应用牛顿第二定律 有nmg M Nm a 则a n 对于木板水平的情况 对整体应用牛顿第二定律 有 nmg M N n m g M Nm a 整理得a n g 比较 可见 B C均正确 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 变式2 某实验小组利用如图甲所示装置 探究加速度与物体受力的 关系 已知小
