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单击此处编辑母版文本样式,返回导航,第三章牛顿运动定律,高考总复习 物理,牛顿运动定律,第 三 章,试验四探究加速度与力和质量关系,1/32,02,实 验 能 力,03,实 验 创 新,栏,目,导,航,01,实 验 基 础,04,模 拟 演 练,2/32,01,实 验 基 础,一、试验目标,1学会用控制变量法研究物理规律,2探究加速度与力、质量关系,3掌握利用图象处理数据方法,3/32,二、试验原理,采取控制变量法，即先控制一个参量小车质量,M,不变，探究加速度,a,与力,F,关系；再控制小盘和砝码质量不变，即力不变，探究加速度,a,与小车质量,M,关系,三、试验器材,打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码、薄木板,4/32,四、试验步骤,1称量质量：用天平测量小盘质量,m,和小车质量,M,2安装器材：按照如图所表示装置把试验器材安装好，只是不把悬挂小盘细绳系在小车上(即不给小车牵引力),3平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮一端下面垫上一块薄木板，使小车匀速下滑,4小盘经过细绳绕过滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，取下纸带编号码,5保持小车质量,M,不变，改变砝码和小盘质量,m,，重复步骤(4),6保持砝码和小盘质量,m,不变，改变小车质量,M,，重复步骤(4),5/32,(天津卷),某试验小组利用下列图所表示装置探究加速度与力、质量关系,6/32,(1)以下做法正确是_.(填字母代号),A调整滑轮高度，使牵引木块细绳与长木板保持平行,B在调整木板倾斜度平衡木块受到滑动摩擦力时，将装有砝码砝码桶经过定滑轮拴在木块上,C试验时，先放开木块再接通打点计时器电源,D经过增减木块上砝码改变质量时，不需要重新调整木板倾斜度,7/32,答案：,(1)AD(2)远小于(3)小于大于,8/32,解析：,(1)木块下滑时，受到重力、细线拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于协力，应该使细绳与长木板平行且使重力下滑分量,mg,sin,等于摩擦力,mg,cos,，即,mg,sin,mg,cos,(其中,为木板倾角)，故平衡摩擦力时，不能悬挂砝码桶，选项A正确，B错误；由平衡摩擦力公式可知两边质量,m,能够消去，故改变木块上砝码质量时，木块及其上砝码总重力下滑分量仍能和总摩擦力抵消，不需要重新调整木板倾斜度，故选项D正确；经过纸带求木块加速度，要求打点计时器在纸带上打出足够多点，这就要求将木块放在靠近打点计时器位置，而且先接通打点计时器，待打点稳定后再释放小车，故选项C错误,9/32,10/32,02,实 验 能 力,一、数据处理,11/32,12/32,2摩擦力平衡不准确造成误差在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其它均与正式试验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，匀速运动标志是打点计时器打出纸带上各相邻两点间距离相等,3质量测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离测量误差、细绳或纸带不与木板平行等都会引发误差,13/32,三、注意事项,1平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘细绳系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，且要让小车拖着纸带匀速运动,2不重复平衡摩擦力：整个试验平衡了摩擦力后，不论以后是改变小盘和砝码总质量还是改变小车和砝码总质量，都不需要重新平衡摩擦力,3试验条件：每条纸带都必须在满足小车质量远大于小盘和砝码总质量条件下打出只有如此，小盘和砝码总重力才可视为小车受到拉力,4一先一后一按住：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽可能靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车抵达定滑轮前按住小车,5作图：作图时，两坐标轴百分比要适当，要使尽可能多点落在所作直线上，不在直线上点应尽可能对称地分布在所作直线两侧,14/32,(全国卷)图甲为验证牛顿第二定律试验装置示意图图中打点计时器电源为50 Hz交流电源，打点时间间隔用,t,表示在小车质量未知情况下，某同学设计了一个方法用来研究“在外力一定条件下，物体加速度与其质量间关系”,15/32,16/32,(2)完成以下填空：,本试验中，为了确保在改变小车中砝码质量时，小车所受拉力近似不变，小吊盘和盘中物块质量之和应满足条件是_,设纸带上三个相邻计数点间距为,s,1,、,s,2,和,s,3,，,a,可用,s,1,、,s,3,和,t,表示为,a,_.图乙为用米尺测量某一纸带上,s,1,、,s,3,情况，由图可读出,s,1,_mm，,s,3,_mm，由此求得加速度大小,a,_m/s,2,17/32,图丙为所得试验图线示意图设图中直线斜率为,k,，在纵轴上截距为,b,，若牛顿定律成立，则小车受到拉力为_，小车质量为_,18/32,19/32,20/32,21/32,03,实 验 创 新,甲,22/32,23/32,24/32,25/32,(广西调研),某试验小组设计如图甲所表示试验装置“探究加速度与力关系”已知小车质量,M,，砝码盘质量,m,0,，打点计时器使用交流电频率,f,50 Hz,26/32,(1)探究方案试验步骤,A按图甲安装好试验装置；,B调整长木板倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；,C取下细绳和砝码盘，统计砝码盘中砝码质量,m,；,D将小车紧靠打点计时器，接通电源后放开小车，得到一条打点清楚纸带，由纸带求得小车加速度,a,；,E重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量,m,，重复屡次步骤,B,D,，得到多组,m,、,a,27/32,(2)统计数据及数据分析,试验中打出其中一条纸带如图乙所表示，由该纸带可求得小车加速度,a,_m/s,2,，(保留两位有效数字),试验小组认为小车受到合外力,F,mg,，依据统计数据和纸带，将计算得到合外力和加速度填入设计表中(表略)；,建立,a,F,坐标系，利用中得到表中数据描点得到如图丙所表示图线依据图线，结论“小车加速度,a,与外力,F,成正比”是_(选填“成立”或“不成立”)；已知图线延长线与横轴交点,A,坐标是(0.08,0)，由此可知，砝码盘质量,m,0,_kg.(已知数据测量是准确，重力加速度,g,取10 m/s,2,),28/32,(3)方案评定,若认为小车受到合外力等于砝码盘和砝码总重力，即,F,(,m,0,m,),g,，试验中伴随,F,增大，不再满足砝码和砝码盘总质量远小于小车质量要求，试验图象应为_.(填正确答案标号),29/32,30/32,(3)当物体小车匀速下滑时有：,Mg,sin,f,(,m,m,0,),g,，当取下细绳和砝码盘后，因为重力沿斜面向下分力,Mg,sin,和摩擦力,f,不变，所以其合外力为(,m,m,0,),g,，由此可知该试验中不需要砝码和砝码盘总质量远小于小车质量所以在试验中伴随,F,增大，即使不再满足砝码和砝码盘总质量远小于小车质量要求，,a,F,仍为正比关系，故试验图象应为A,答案：,(2)0.88不成立0.008(3)A,31/32,谢,谢,观,看,32/32,
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