2019版新教材高中物理 第4章 第2節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系學(xué)案 新人教版必修第一冊(cè)

《2019版新教材高中物理 第4章 第2節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系學(xué)案 新人教版必修第一冊(cè)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019版新教材高中物理 第4章 第2節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系學(xué)案 新人教版必修第一冊(cè)（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第2節(jié)　實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 1．實(shí)驗(yàn)原理 (1)探究方法——控制變量法 ①控制小車的質(zhì)量M不變，改變拉力F，探究加速度a與力F的關(guān)系。 ②控制所掛槽碼的質(zhì)量m不變，即力F不變，改變小車的質(zhì)量M，探究加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系。 (2)要測(cè)量的物理量 ①小車與其上砝碼的總質(zhì)量M。 ②小車受的拉力F(所掛槽碼的重力)。 ③小車的加速度a。 2．實(shí)驗(yàn)器材 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙、小車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)鋁板、槽碼、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺。 典型考點(diǎn)一　　　實(shí)驗(yàn)原理和方法 1．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中

2、，滲透了研究問(wèn)題的多種科學(xué)方法： (1)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的等效法：________________。 (2)實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)的科學(xué)方法：________________。 (3)實(shí)驗(yàn)原理的簡(jiǎn)化：________，即當(dāng)小車質(zhì)量M車?m砂時(shí)，細(xì)繩對(duì)小車的拉力大小近似等于砂及桶的總重力m砂g。 (4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的科學(xué)方法：________。 (5)由a-M車圖像轉(zhuǎn)化為a-圖像，所用的科學(xué)方法：________。 (以上各題均選填“理想實(shí)驗(yàn)法”“圖像法”“平衡摩擦力法”“化曲為直法”“控制變量法”或“近似法”) 答案　(1)平衡摩擦力法　(2)控制變量法　(3)近似法 (4)圖像法　(5)化曲為

3、直法 解析　(1)由于小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到摩擦阻力，所以要平衡摩擦力，以減小實(shí)驗(yàn)誤差，稱為平衡摩擦力法。 (2)在探究加速度、力與質(zhì)量三者關(guān)系時(shí)，先保持其中一個(gè)量不變，來(lái)探究其他兩個(gè)量之間的關(guān)系，稱為控制變量法。 (3)當(dāng)小車質(zhì)量M車?m砂時(shí)，細(xì)繩對(duì)小車的拉力大小近似等于砂及桶的總重力m砂g，稱為近似法。 (4)通過(guò)圖像研究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，稱為圖像法。 (5)在作圖時(shí)，由a-M車圖像轉(zhuǎn)化為a-圖像，使圖線由曲線轉(zhuǎn)化為直線，稱為化曲為直法。 典型考點(diǎn)二　　　實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng) 2．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某組同學(xué)用如圖所示裝置，采用控制變量的方法，來(lái)研究小車質(zhì)量不變的情況下，

4、小車的加速度與小車受到的力的關(guān)系，下列措施中正確的是(　　) ①首先要平衡摩擦力，使小車受到的合力就是細(xì)繩對(duì)小車的拉力 ②平衡摩擦力的方法就是在砂桶中添加砝碼，使小車能勻速滑動(dòng) ③每次改變拉小車的拉力后都需要重新平衡摩擦力 ④實(shí)驗(yàn)中通過(guò)在砂桶中增加砝碼來(lái)改變小車受到的拉力 ⑤實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先放小車，然后再開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 ⑥實(shí)驗(yàn)中繩子拉力方向跟平板平行 A．①④⑤ B．②③⑥ C．①③⑥ D．①④⑥ 答案　D 解析　實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要平衡摩擦力，使小車受到的合力就是細(xì)繩對(duì)小車的拉力，故①正確；平衡摩擦力的方法就是小車與紙帶相連，小車前面不掛砂桶，把小車放在墊有墊塊的平板上并給小

5、車一個(gè)初速度，看小車能否做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故②錯(cuò)誤；每次改變拉小車的拉力后都不需要重新平衡摩擦力，故③錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中通過(guò)在砂桶中增加砝碼來(lái)改變小車受到的拉力，故④正確；實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后放開小車，故⑤錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中繩子拉力方向跟平板平行，故⑥正確。故選D。 典型考點(diǎn)三　　　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及誤差分析 3．某同學(xué)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，采用如圖甲所示的裝置。 (1)在平衡小車與長(zhǎng)木板之間摩擦力的過(guò)程中，打出了一條紙帶如圖乙所示。計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s。從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)求出該小車的加速度a＝____

6、____ m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 (2)如圖丙所示為該同學(xué)在探究加速度a與力F的關(guān)系時(shí)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖像，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是________________________。 答案　(1)0.16　(2)平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力 解析　(1)小車的加速度 a＝＝ m/s2≈0.16 m/s2。 (2)由圖線可知，當(dāng)力F達(dá)到一定值時(shí)，小車才有加速度，原因是平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力。 典型考點(diǎn)四　　　實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新 4．為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其中G1、G2為兩個(gè)光電門，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連，當(dāng)滑行器通過(guò)G

7、1、G2光電門時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間Δt1、Δt2都可以被測(cè)量并記錄?；衅鬟B同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m。回答下列問(wèn)題。 (1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的情況下，判定調(diào)節(jié)是否到位的方法是_________________________ _________________________。 (2)若取M＝0.4 kg，改變m的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下m的取值不合適的一個(gè)是________。 A．m1＝5 g B．m2＝15 g C．m3＝40 g D．m4＝400 g (

8、3)在此實(shí)驗(yàn)中，需要測(cè)得每一個(gè)牽引力對(duì)應(yīng)的加速度，其中求得的加速度的表達(dá)式為__________________(用Δt1、Δt2、D、x表示)。 答案　(1)取下?tīng)恳来a，滑行器放在任意位置都不動(dòng)(或取下?tīng)恳来a，輕推滑行器，用數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄的每一個(gè)光電門的光束被遮擋的時(shí)間Δt都相等) (2)D　(3)a＝ 解析　(1)取下?tīng)恳来a，滑行器放在任意位置都不動(dòng)；或取下?tīng)恳来a，輕推滑行器，用數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄的每一個(gè)光電門的光束被遮擋的時(shí)間Δt都相等。 (2)實(shí)驗(yàn)要求m?M，而M＝0.4 kg，故當(dāng)m＝400 g時(shí)不符合要求。 (3)滑行器通過(guò)光電門G1時(shí)的速度v1＝，通過(guò)光電門G2時(shí)的速度v2＝?；衅髯鰟蚣铀龠\(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v－v＝2ax，可得a＝＝。 - 5 -