物理第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 實(shí)驗(yàn)4 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系創(chuàng)新

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1、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系(必考必考)考綱解讀考綱解讀(1)學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律。學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律。(2)學(xué)會(huì)靈學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用圖象法處理物理問(wèn)題的方法?；钸\(yùn)用圖象法處理物理問(wèn)題的方法。(3)探究加速度與力、質(zhì)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，并驗(yàn)證牛頓第二定律。量的關(guān)系，并驗(yàn)證牛頓第二定律。 1.實(shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法?？刂谱兞糠?。2.平衡摩擦力：平衡摩擦力：在平衡摩擦力時(shí)，不要懸掛小盤(pán)，但小車(chē)應(yīng)連著在平衡摩擦力時(shí)，不要懸掛小盤(pán)，但小車(chē)應(yīng)連著紙帶且接通電源。用手給小車(chē)一個(gè)初速度，如果在紙帶上打出紙帶且接通電源。用手給小車(chē)一個(gè)初速度，如果在

2、紙帶上打出的點(diǎn)的間隔是均勻的，表明小車(chē)受到的阻力跟它的重力沿斜面的點(diǎn)的間隔是均勻的，表明小車(chē)受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。向下的分力平衡。3.不重復(fù)平衡摩擦力：不重復(fù)平衡摩擦力：平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤(pán)和平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平砝碼的總質(zhì)量還是改變小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力。衡摩擦力。注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)4.實(shí)驗(yàn)條件：實(shí)驗(yàn)條件：Mm。只有如此，小盤(pán)和砝碼的總重力才可視為。只有如此，小盤(pán)和砝碼的總重力才可視為小車(chē)受到的拉力。小車(chē)受到的拉力。5.一先一后一按住：一先一后一按?。焊淖兝托≤?chē)質(zhì)量后，

3、每次開(kāi)始時(shí)小車(chē)應(yīng)改變拉力和小車(chē)質(zhì)量后，每次開(kāi)始時(shí)小車(chē)應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，后放開(kāi)小車(chē)，且應(yīng)在盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，后放開(kāi)小車(chē)，且應(yīng)在小車(chē)到達(dá)滑輪前按住小車(chē)。小車(chē)到達(dá)滑輪前按住小車(chē)。6.作圖：作圖：作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要適當(dāng)，各量須采用國(guó)際單位，這作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要適當(dāng)，各量須采用國(guó)際單位，這樣作圖線(xiàn)時(shí)，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過(guò)密，誤差會(huì)小些。樣作圖線(xiàn)時(shí)，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過(guò)密，誤差會(huì)小些。1.因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差：本實(shí)驗(yàn)用小盤(pán)和砝碼的總重力因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差：本實(shí)驗(yàn)用小盤(pán)和砝碼的總重力mg代替小車(chē)的拉力，而實(shí)際上小車(chē)所受的拉力要小于小盤(pán)和代替小車(chē)的拉力，而實(shí)

4、際上小車(chē)所受的拉力要小于小盤(pán)和砝碼的總重力。砝碼的總重力。2.摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)確、摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)引起誤差。紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)引起誤差。 誤差分析誤差分析1.在在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦的實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力。平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)該讓小車(chē)力。平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)該讓小車(chē)()考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與基本操作考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與基本操作A.掛上小盤(pán)，拖上紙帶，開(kāi)動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器掛上小盤(pán)，拖上紙帶，開(kāi)動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B.不掛小盤(pán)，拖上紙帶，開(kāi)動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不

5、掛小盤(pán)，拖上紙帶，開(kāi)動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C.掛上小盤(pán)，不拖紙帶掛上小盤(pán)，不拖紙帶D.不掛小盤(pán)，不拖紙帶不掛小盤(pán)，不拖紙帶 解析平衡摩擦力時(shí)解析平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)把紙帶所受的摩擦阻力一起平衡掉應(yīng)把紙帶所受的摩擦阻力一起平衡掉，所以應(yīng)讓小車(chē)拖上紙帶所以應(yīng)讓小車(chē)拖上紙帶，且讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處于工作狀態(tài)且讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處于工作狀態(tài)，B正正確。確。答案答案B 2.在保持小車(chē)質(zhì)量在保持小車(chē)質(zhì)量m不變，探究加速度不變，探究加速度a與力與力F的關(guān)系時(shí)，小車(chē)質(zhì)的關(guān)系時(shí)，小車(chē)質(zhì)量量m和小盤(pán)及盤(pán)中砝碼質(zhì)量和小盤(pán)及盤(pán)中砝碼質(zhì)量m分別選取下列四組值。若其他操分別選取下列四組值。若其他操作都正確，要使所畫(huà)出的作都正確，要使所畫(huà)出的aF圖

6、線(xiàn)較準(zhǔn)確，應(yīng)選用的一組值是圖線(xiàn)較準(zhǔn)確，應(yīng)選用的一組值是()A.m500 g，m分別為分別為50 g、70 g、100 g、125 gB.m500 g，m分別為分別為20 g、30 g、40 g、50 gC.m200 g，m分別為分別為50 g、70 g、100 g、125 gD.m100 g，m分別為分別為30 g、40 g、50 g、60 g 解析探究解析探究a與與F的關(guān)系時(shí)的關(guān)系時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤(pán)和盤(pán)應(yīng)滿(mǎn)足小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤(pán)和盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量中砝碼的總質(zhì)量，即即mm，故故B正確。正確。答案答案B 3.在在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于平

7、衡摩擦的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于平衡摩擦力的說(shuō)法正確的是力的說(shuō)法正確的是()A.“平衡摩擦力平衡摩擦力”的本質(zhì)就是想法讓小車(chē)受到的摩擦力為零的本質(zhì)就是想法讓小車(chē)受到的摩擦力為零B.“平衡摩擦力平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車(chē)所受的細(xì)繩的拉力與所受的本質(zhì)就是使小車(chē)所受的細(xì)繩的拉力與所受到的摩擦阻力相平衡到的摩擦阻力相平衡C.“平衡摩擦力平衡摩擦力”的目的就是要使小車(chē)所受的合力等于所掛鉤的目的就是要使小車(chē)所受的合力等于所掛鉤碼通過(guò)細(xì)繩對(duì)小車(chē)施加的拉力碼通過(guò)細(xì)繩對(duì)小車(chē)施加的拉力D.“平衡摩擦力平衡摩擦力”時(shí)應(yīng)將小車(chē)在鉤碼通過(guò)細(xì)繩和滑輪而拉動(dòng)運(yùn)時(shí)應(yīng)將小車(chē)在鉤碼通過(guò)細(xì)繩和滑輪而拉動(dòng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行調(diào)整動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行調(diào)整答案

8、答案C 4.用圖甲所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系，圖乙是用圖甲所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系，圖乙是其俯視圖。兩個(gè)相同的小車(chē)放在光滑水平板上，車(chē)左端各系一其俯視圖。兩個(gè)相同的小車(chē)放在光滑水平板上，車(chē)左端各系一條細(xì)繩，繩跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)相同的小盤(pán)，盤(pán)中可放砝碼，條細(xì)繩，繩跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)相同的小盤(pán)，盤(pán)中可放砝碼，兩個(gè)小車(chē)右端通過(guò)細(xì)線(xiàn)用夾子固定，打開(kāi)夾子，小車(chē)在小盤(pán)和兩個(gè)小車(chē)右端通過(guò)細(xì)線(xiàn)用夾子固定，打開(kāi)夾子，小車(chē)在小盤(pán)和砝碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，合上夾子，兩小車(chē)同時(shí)停止。實(shí)驗(yàn)中可以砝碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，合上夾子，兩小車(chē)同時(shí)停止。實(shí)驗(yàn)中可以通過(guò)在車(chē)中放砝碼改變小車(chē)的質(zhì)量。通過(guò)在車(chē)中放砝碼

9、改變小車(chē)的質(zhì)量。(1)探究探究“加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系”時(shí)，應(yīng)在小盤(pán)中放質(zhì)量時(shí)，應(yīng)在小盤(pán)中放質(zhì)量_(選填選填“相同相同”或或“不相同不相同”)的砝碼；的砝碼；(2)實(shí)驗(yàn)中，兩小車(chē)的加速度之比實(shí)驗(yàn)中，兩小車(chē)的加速度之比_(選填選填“大于大于”“等于等于”或或“小于小于”)小車(chē)通過(guò)的位移之比。小車(chē)通過(guò)的位移之比。 答案答案(1)相同相同(2)等于等于 1.如圖所示是某些同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的圖象，下列說(shuō)法中正如圖所示是某些同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的圖象，下列說(shuō)法中正確的是確的是()考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與誤差分析考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與誤差分析 A.形成圖甲的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角

10、過(guò)大形成圖甲的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大B.形成圖乙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小形成圖乙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小C.形成圖丙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大形成圖丙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大D.形成圖丁的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大形成圖丁的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大 答案答案A2.如圖所示，為某同學(xué)安裝的如圖所示，為某同學(xué)安裝的“驗(yàn)證牛頓第二定律驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝的實(shí)驗(yàn)裝置，在小車(chē)的前端固定一個(gè)傳感器，和砂桶連接的細(xì)線(xiàn)接在置，在小車(chē)的前端固定一個(gè)傳感器，和砂桶連接的細(xì)線(xiàn)接在傳感器上，通過(guò)傳感器可顯示出細(xì)線(xiàn)的拉力。在圖示狀態(tài)下傳感器上，通過(guò)傳感

11、器可顯示出細(xì)線(xiàn)的拉力。在圖示狀態(tài)下開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)。開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)。 (1)從圖上可以看出，該同學(xué)在裝置和操作中的主要錯(cuò)誤是從圖上可以看出，該同學(xué)在裝置和操作中的主要錯(cuò)誤是_。(2)若砂和砂桶的質(zhì)量為若砂和砂桶的質(zhì)量為m，小車(chē)和傳感器的總重量為，小車(chē)和傳感器的總重量為M，做好，做好此實(shí)驗(yàn)此實(shí)驗(yàn)_(填填“需要需要”或或“不需要不需要”)Mm的條件。的條件。 解析解析(2)不加傳感器時(shí)將砂和砂桶的重力作為細(xì)線(xiàn)的拉力不加傳感器時(shí)將砂和砂桶的重力作為細(xì)線(xiàn)的拉力，而接而接了傳感器后細(xì)線(xiàn)的拉力可以直接讀出。了傳感器后細(xì)線(xiàn)的拉力可以直接讀出。答案答案(1)未平衡摩擦力；細(xì)線(xiàn)與木板不平行；開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車(chē)未平衡摩擦力；

12、細(xì)線(xiàn)與木板不平行；開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車(chē)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)(2)不需要不需要3.在在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下圖給出的是的實(shí)驗(yàn)中，下圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6是計(jì)是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器圖中未標(biāo)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為頻率為50 Hz)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。(1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度a_ m/s2；(保留三位有保留三位有效數(shù)字效數(shù)字)(2)為減小誤差，該實(shí)驗(yàn)

13、要求小車(chē)的質(zhì)量為減小誤差，該實(shí)驗(yàn)要求小車(chē)的質(zhì)量M跟砝碼和小盤(pán)的總質(zhì)跟砝碼和小盤(pán)的總質(zhì)量量m的關(guān)系是的關(guān)系是M_m。 答案答案(1)0.496(2)4.在探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，小車(chē)的質(zhì)量一定，某同學(xué)根據(jù)精在探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，小車(chē)的質(zhì)量一定，某同學(xué)根據(jù)精確的測(cè)量，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。確的測(cè)量，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。小車(chē)的質(zhì)量小車(chē)的質(zhì)量m/kg小車(chē)受的拉力小車(chē)受的拉力F/N小車(chē)的加速度小車(chē)的加速度a/(ms2)1.000.100.080.300.220.500.420.700.59(1)在下圖坐標(biāo)中，作出在下圖坐標(biāo)中，作出aF圖象；圖象； (2)分析圖象得到的結(jié)論是分析圖象得到的結(jié)論是_；(3)圖象斜率的物理意義是圖象斜率的物理意義是_；(4)在你所作出的在你所作出的aF圖象中，圖象中，F(xiàn)等于小盤(pán)及盤(pán)中砝碼所受重力，等于小盤(pán)及盤(pán)中砝碼所受重力，實(shí)際上比系小盤(pán)的細(xì)線(xiàn)的真實(shí)拉力實(shí)際上比系小盤(pán)的細(xì)線(xiàn)的真實(shí)拉力_(填填“大大”或或“小小”)。解析解析(1)圖象如圖所示。圖象如圖所示。答案見(jiàn)解析答案見(jiàn)解析