资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,试验四探究加速度与力、质量关系,第三章,牛顿运动定律,1/37,内容索引,过好双基关,命题点,一,教材原型试验,命题点,二,试验拓展创新,2/37,1,过好双基关,3/37,1.,试验原理,(1),保持质量不变，探究加速度跟,关系,.,(2),保持合外力不变，探究加速度与,关系,.,(3),作出,a,F,图象和,a,图象，确定其关系,.,2.,试验器材,小车、砝码、小盘、细绳、一端附有定滑轮长木板、垫木、打点计时器、,、导线两根、纸带、天平、米尺,.,合外力,质量,低压交流电源,基本试验要求,4/37,3.,试验步骤,(1),测量：用天平测量小盘和砝码质量,m,和小车质量,m,.,(2),安装：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,5/37,(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块，使小车能,下滑,.,(4),操作：,小盘经过细绳绕过定滑轮系于小车上，先,后,，断开电源，取下纸带编号码,.,保持小车质量,m,不变，改变小盘和砝码质量,m,，重复步骤,.,在每条纸带上选取一段比较理想部分，测加速度,a,.,描点作图，作,a,F,图象,.,保持小盘和砝码质量,m,不变，改变小车质量,m,，重复步骤,和,，,作,a,图象,.,匀速,接通电源,放开小车,6/37,1.,注意事项,(1),平衡摩擦力：适当垫高木板右端，使小车重力沿斜面方向分力恰好平衡,.,在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器纸带匀速运动,.,(2),不重复平衡摩擦力,.,(3),试验条件：,.,(4),一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽可能靠近,_,，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车抵达滑轮前按住小车,.,小车和纸带受到阻力,m,m,打点计时器,规律方法总结,7/37,2.,误差分析,(1),因试验原理不完善引发误差：本试验用小盘和砝码总重力,m,g,代替小车拉力，而实际上小车所受拉力要小于小盘和砝码总重力,.,(2),摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引发误差,.,8/37,3.,数据处理,(1),利用,x,aT,2,及逐差法求,a,.,(2),以,a,为纵坐标，,F,为横坐标，依据各组数据描点，假如这些点在一条过原点直线上，说明,a,与,F,成正比,.,(3),以,a,为纵坐标，,为横坐标，描点、连线，假如该线为过原点直线，就能判定,a,与,m,成反比,.,9/37,命题点一,教材原型试验,2,10/37,用图甲所表示装置探究物体加速度与力关系,.,试验时保持小车,(,含车中重物,),质量,M,不变，细线下端悬挂钩码总重力作为小车受到协力,F,，用打点计时器测出小车运动加速度,a,.,【,例,1】,11/37,(1),关于试验操作，以下说法正确是,A.,试验前应调整滑轮高度，使滑轮和小车间细线与木板平行,B.,平衡摩擦力时，在细线下端悬挂钩码，使小车在线拉力作用下能,匀速下滑,C.,每次改变小车所受拉力后都要重新平衡摩擦力,D.,试验时应先接通打点计时器电源，后释放小车,答案,解析,在调整木板倾斜度平衡小车受到滑动摩擦力时，不应悬挂钩码，故,B,错误；,因为平衡摩擦力之后有,Mg,sin,Mg,cos,，故,tan,，所以不论小车质量是否改变，小车所受滑动摩擦力都等于小车重力沿斜面方向分力，改变小车所受拉力，不需要重新平衡摩擦力，故,C,错误,.,12/37,(2),图乙为试验中打出纸带一部分，从比较清楚点迹起，在纸带上标出连续,5,个计数点,A,、,B,、,C,、,D,、,E,，相邻两个计数点之间都有,4,个点迹未标出，测出各计数点到,A,点间距离,.,已知所用电源频率为,50 Hz,，打,B,点时小车速度,v,_ m/s,，小车加速度,a,_,m/s,2,.,答案,解析,0.316,0.93,题眼,A,、,C,时间中点,分析,13/37,已知打点计时器电源频率为,50 Hz,，则纸带上相邻计数点间时间间隔为,T,5,0.02 s,0.1 s,依据,x,aT,2,可得：,x,CE,x,AC,a,(2,T,),2,，,小车运动加速度为,14/37,(3),改变细线下端钩码个数，得到,a,F,图象如图丙所表示，造成图线上端弯曲原因可能是,_.,答案,解析,随所挂钩码质量,m,增大，不能满足,M,m,伴随力,F,增大，即随所挂钩码质量,m,增大，不能满足,M,m,，所以图线上部出现弯曲现象,.,思维扩展,为何向下弯曲？,极限思维：当,m,增大到无穷大时，,a,趋近于,g,.,15/37,题组阶梯突破,1.(1),我们已经知道，物体加速度,a,同时跟合外力,F,和质量,M,两个原因相关,.,要研究这三个物理量之间定量关系，需采取思想方法是,_.,答案,控制变量法,(2),某同学试验方案如图所表示，她想用砂桶重力表示小车受到合外力,F,，为了降低这种做法带来试验误差，她先做了两方面调整办法：,a.,用小木块将长木板无滑轮一端,垫高，目标是,_.,b.,使砂桶质量远小于小车质量，,目标是使拉小车力近似等于,_.,平衡摩擦力,砂桶重力,16/37,(3),该同学利用试验中打出纸带求加速度时，处理方案有两种：,两种方案中，选择方案,_,比较合理,.,答案,B,17/37,2.,为了,“,探究加速度与力、质量关系,”,，现提供如图所表示试验装置：,(1),以下试验操作正确是,A.,将木板不带滑轮一端适当垫高，使小车,在砝码及砝码盘牵引下恰好做匀速运动,B.,调整滑轮高度，使细线与木板平行,C.,先接通电源后释放小车,D.,试验中小车加速度越大越好,答案,18/37,(2),在试验中，得到一条如图所表示纸带，已知相邻计数点间时间间隔为,T,0.1 s,，且间距,x,1,、,x,2,、,x,3,、,x,4,、,x,5,、,x,6,已量出分别为,3.09 cm,、,3.43 cm,、,3.77 cm,、,4.10 cm,、,4.44 cm,、,4.77 cm,，则小车加速度,a,_ m/s,2,.(,结果保留两位有效数字,),0.34,答案,解析,x,I,x,II,19/37,(3),有一组同学保持小车及车中砝码质量一定，探究加速度,a,与所受外力,F,关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了试验，得到了两条,a,F,图线，如图所表示,.,图线,_,是在轨道倾斜情况下得到,(,填,“”,或,“”,),；小车及车中砝码总质量,m,_ kg.,由图线,可知，当,F,0,时，,a,0,，也就是说当细线上没有拉力时小车就有加速度，所以图线,是轨道倾斜情况下得到，依据,F,ma,得,a,F,图象斜率,k,，由,a,F,图象得图象斜率,k,2,，所以,m,0.5 kg.,答案,解析,0.5,20/37,命题点二,试验拓展创新,3,21/37,(,全国,23),某物理课外小组利用图,(a),中装置探究物体加速度与其所受合外力之间关系,.,图中，置于试验台上长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上小滑车相连，另一端可悬挂钩码,.,本试验中可用钩码共有,N,5,个，每个质量均为,0.010 kg.,试验步骤以下：,(1),将,5,个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫,上适当厚度小物块，,使小车,(,和钩码,),能够在木板上匀速下滑,.,(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，同时用传感器统计小车在时刻,t,相对于其起始位置位移,s,，绘制,s-t,图象，经数据处理后可得到对应加速度,a,.,【,例,2】,22/37,(3),对应于不一样,n,a,值见下表,.,n,2,时,s-t,图象如图所表示；由图求出此时小车加速度,(,保留,2,位有效数字,),，将结果填入下表,.,n,1,2,3,4,5,a,/(ms,2,),0.20,0.58,0.78,1.00,因为小车做初速度为零匀加速直线运动，,将图中点,(2,，,0.78),代入,s,at,2,可得，,a,0.39 m/s,2,.,0.39,答案,解析,23/37,(4),利用表中数据在图中补齐数据点，并作出,a-n,图象,.,从图象能够看出：当物体质量一定时，物体加速度与其所受合外力成正比,.,依据描点法可得如图所表示图线,.,答案,看法析图,解析,24/37,(5),利用,a,n,图象求得小车,(,空载,),质量为,_kg(,保留,2,位有效数字，重力加速度取,g,9.8 ms,2,).,答案,解析,0.44,25/37,(6),若以,“,保持木板水平,”,来代替步骤,(1),，以下说法正确是,_(,填入正确选项前标号,),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，但该直线斜率变大,答案,解析,若保持木板水平，则小车运动中受到摩擦力作用，,n,数值相同情况下，加速度,a,变小，直线斜率变小,.,绳拉力等于摩擦力时，小车才开始运动，图象不过原点，选项,B,正确,.,26/37,利用图象处理数据方法技巧,1.,利用图象处理试验数据是试验中最惯用方法，处理本题基本对策是写出图象对应函数，困难便迎刃而解,.,2.,画,a,n,图象时，所画直线要符合以下要求：让尽可能多点落在直线上；不能落在直线上点要均匀分布于直线两侧；一定要利用直尺画线,.,方法感悟,27/37,(,新课标全国,22),某同学用图,(a),所表示试验装置测量物块与斜面之间动摩擦因数,.,已知打点计时器所用电源频率为,50 Hz,，物块下滑过程中所得到纸带一部分如图,(b),所表示，图中标出了五个连续点之间距离,.,【,例,3】,28/37,(1),物块下滑时加速度,a,_ m/s,2,，打,C,点时物块速度,v,_ m/s,；,答案,解析,依据纸带数据可知，,3.25,1.79,D,、,B,时间中点,x,I,x,II,29/37,(2),已知重力加速度大小为,g,，为求出动摩擦因数，还必须测量物理量是,_(,填正确答案标号,).,A.,物块质量,B.,斜面高度,C.,斜面倾角,答案,解析,由牛顿第二定律得加速度,a,g,sin,g,cos,，所以要求出动摩擦因数，还必须测量物理量是斜面倾角,.,30/37,题组阶梯突破,3.,在用,DIS,研究小车加速度与外力关系时，,某试验小组先用如图,(a),所表示试验装置，,重物经过滑轮用细线拉小车，在小车和重物,之间接一个不计质量微型力传感器，位移,传感器,(,发射器,),随小车一起沿水平轨道运动，位移传感,器,(,接收器,),固定在轨道一端，试验中力传感器拉力为,F,，保持小车,包含位移传感器,(,发射器,),质量不变，改,变重物重力重复试验若干次，得到加速度与外力关系,如图,(b),所表示,.,31/37,(1),小车与轨道滑动摩擦力,F,f,_ N.,答案,解析,依据图象可知，当,F,0.67 N,时，小车开始有加速度，则,F,f,0.67 N,，,0.67,(2),从图象中分析，小车,包含位移传感器,(,发射器,),质量为,_ kg.,答案,解析,0.67,32/37,(3),该试验小组为得到,a,与,F,成正比关系，应将斜面倾角,调整到,tan,_.,答案,解析,为得到,a,与,F,成正比关系，则应该平衡摩擦力，则有：,Mg,sin,Mg,cos,解得：,tan,，,所以,tan,0.1.,0.1,33/37,4.,如图所表示，某同学设计了一个测量滑块与木板间动摩擦因数试验装置，装有定滑轮长木板固定在水平试验台上，木板上有一滑块，滑块右端固定一个动滑轮，钩码和弹簧测力计经过绕在滑轮上轻绳相连，放开钩码，滑块在长木板上做匀加速直线运动,.,34/37,(1),试验得到一条如图所表示纸带，相邻两计数点之间时间间隔为,0.1 s,，由图中数据可知，滑块运动加速度大小是,m/s,2,.(,计算结果保留两位有效数字,),答案,解析,2.4,35/37,(2),读出弹簧测力计示数,F,，处理纸带，得到滑块运动加速度,a,；改变钩码个数，重复试验,.,以弹簧测力计示数,F,为纵坐标，以加速度,a,为横坐标，得到图象是纵轴截距为,b,一条倾斜直线，如图所,示,.,已知滑块和动滑轮总质量为,m,，重力加速度为,g,，,忽略滑轮与绳之间摩擦,.,则滑块和木板之间动摩擦,因数,.,答案,解析,36/37,滑块受到拉力,F,T,为弹簧测力计示数两倍，即：,F,T,2,F,滑块受到摩擦力为：,F,f,mg,由牛顿第二定律可得：,F,T,F,f,ma,37/37,
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
