（浙江專版）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 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)新學(xué)案.doc

實(shí)驗(yàn)4探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系(必考)考綱解讀(1)學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律。(2)學(xué)會(huì)靈活運(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)量的關(guān)系，并驗(yàn)證牛頓第二定律。1.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法。2.平衡摩擦力：在平衡摩擦力時(shí)，不要懸掛小盤，但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源。用手給小車一個(gè)初速度，如果在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔是均勻的，表明小車受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。3.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和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力。4.實(shí)驗(yàn)條件：mm。只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力。5.一先一后一按?。焊淖兝托≤囐|(zhì)量后，每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，后放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車。6.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，這樣作圖線時(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)用小盤和砝碼的總重力mg代替小車的拉力，而實(shí)際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力。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、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)引起誤差。考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與基本操作1.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力。平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)該讓小車()a.掛上小盤，拖上紙帶，開動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器b.不掛小盤，拖上紙帶，開動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器c.掛上小盤，不拖紙帶d.不掛小盤，不拖紙帶解析平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)把紙帶所受的摩擦阻力一起平衡掉，所以應(yīng)讓小車拖上紙帶，且讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處于工作狀態(tài)，b正確。答案b2.在保持小車質(zhì)量m不變，探究加速度a與力f的關(guān)系時(shí)，小車質(zhì)量m和小盤及盤中砝碼質(zhì)量m分別選取下列四組值。若其他操作都正確，要使所畫出的af圖線較準(zhǔn)確，應(yīng)選用的一組值是()a.m500 g，m分別為50 g、70 g、100 g、125 gb.m500 g，m分別為20 g、30 g、40 g、50 gc.m200 g，m分別為50 g、70 g、100 g、125 gd.m100 g，m分別為30 g、40 g、50 g、60 g解析探究a與f的關(guān)系時(shí)，應(yīng)滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和盤中砝碼的總質(zhì)量，即mm，故b正確。答案b3.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于平衡摩擦力的說(shuō)法正確的是()a.“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是想法讓小車受到的摩擦力為零b.“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車所受的細(xì)繩的拉力與所受到的摩擦阻力相平衡c.“平衡摩擦力”的目的就是要使小車所受的合力等于所掛鉤碼通過(guò)細(xì)繩對(duì)小車施加的拉力d.“平衡摩擦力”時(shí)應(yīng)將小車在鉤碼通過(guò)細(xì)繩和滑輪而拉動(dòng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行調(diào)整答案c4.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)相同的小車放在光滑水平板上，車左端各系一條細(xì)繩，繩跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)相同的小盤，盤中可放砝碼，兩個(gè)小車右端通過(guò)細(xì)線用夾子固定，打開夾子，小車在小盤和砝碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，合上夾子，兩小車同時(shí)停止。實(shí)驗(yàn)中可以通過(guò)在車中放砝碼改變小車的質(zhì)量。 (1)探究“加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系”時(shí)，應(yīng)在小盤中放質(zhì)量_(選填“相同”或“不相同”)的砝碼；(2)實(shí)驗(yàn)中，兩小車的加速度之比_(選填“大于”“等于”或“小于”)小車通過(guò)的位移之比。解析(1)探究“加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系”時(shí)，要保證拉力不變，則應(yīng)在小盤中放質(zhì)量相同的砝碼。(2)根據(jù)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式xat2，兩車的位移之比等于加速度之比。答案(1)相同(2)等于考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與誤差分析1.如圖所示是某些同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖象，下列說(shuō)法中正確的是()a.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)大解析甲圖表明，當(dāng)尚未加拉力時(shí)，小車就有加速度，造成的原因是平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)大；乙圖表明，當(dāng)0即質(zhì)量無(wú)窮大時(shí)，在一個(gè)有限大小的力作用下產(chǎn)生了加速度，故也是因?yàn)槠胶饽Σ亮r(shí)木板傾角過(guò)大；丁圖圖線與軸交點(diǎn)表明，小車在一拉力作用下，加速度卻為0，故是因?yàn)槠胶饽Σ亮r(shí)木板傾角過(guò)小，故只有選項(xiàng)a正確。答案a2.如圖所示，為某同學(xué)安裝的“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，在小車的前端固定一個(gè)傳感器，和砂桶連接的細(xì)線接在傳感器上，通過(guò)傳感器可顯示出細(xì)線的拉力。在圖示狀態(tài)下開始做實(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_。(2)若砂和砂桶的質(zhì)量為m，小車和傳感器的總重量為m，做好此實(shí)驗(yàn)_(填“需要”或“不需要”)mm的條件。解析(2)不加傳感器時(shí)將砂和砂桶的重力作為細(xì)線的拉力，而接了傳感器后細(xì)線的拉力可以直接讀出。答案(1)未平衡摩擦力；細(xì)線與木板不平行；開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)(2)不需要3.在“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)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為50 hz)，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a_ m/s2；(保留三位有效數(shù)字)(2)為減小誤差，該實(shí)驗(yàn)要求小車的質(zhì)量m跟砝碼和小盤的總質(zhì)量m的關(guān)系是m_m。解析(1)由題意可得計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為t0.1 s，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得a0.496 m/s2。(2)為了讓小盤及盤中砝碼的重力近似等于小車(含砝碼)所受的合力，小車(含砝碼)的質(zhì)量m須遠(yuǎn)大于小盤及盤中砝碼的總質(zhì)量m，即mm。答案(1)0.496(2)4.在探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，小車的質(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。小車的質(zhì)量m/kg小車受的拉力f/n小車的加速度a/(ms2)1.000.100.080.300.220.500.420.700.59(1)在下圖坐標(biāo)中，作出af圖象；(2)分析圖象得到的結(jié)論是_；(3)圖象斜率的物理意義是_；(4)在你所作出的af圖象中，f等于小盤及盤中砝碼所受重力，