2019高考物理二輪練習(xí)導(dǎo)學(xué)案實(shí)驗(yàn)四探究加速度與力質(zhì)量關(guān)系

2019高考物理二輪練習(xí)導(dǎo)教案-實(shí)驗(yàn)四研究加快度與力、質(zhì)量的關(guān)系（蘇版）【一】實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會用控制變量法研究物理規(guī)律、2、考據(jù)牛頓第二定律、3、掌握利用圖象辦理數(shù)據(jù)的方法、【二】實(shí)驗(yàn)原理研究加快度

a與力

F及質(zhì)量

m的關(guān)系時，應(yīng)用的基本方法是控制變量法，

即先控制一個參量——小車的質(zhì)量m不變，談?wù)摷涌於萢與力F的關(guān)系，再控制小盤和砝碼的質(zhì)量不變，即力F不變，改變小車質(zhì)量m，談?wù)摷涌於萢與m的關(guān)系、【三】實(shí)驗(yàn)器械打點(diǎn)計(jì)時器、紙帶、復(fù)寫紙、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平、刻度尺、砝碼、【四】實(shí)驗(yàn)步驟1、用天平測出小車和盛有砝碼的小盤的質(zhì)量m和m′.2、安裝實(shí)驗(yàn)器械(如圖1所示)、圖13、均衡摩擦力、4、小圍繞過滑輪系于小車上，先通電源后松開小車，取下紙帶編號碼、5、保持小車的質(zhì)量m不變，改變砝碼和小盤的質(zhì)量m′，重復(fù)步驟4.6、在每條紙帶上采納一段比較理想的部分，測加快度a.7、作a－F的圖象，描點(diǎn)作圖，假設(shè)這些點(diǎn)在一條直線上，證了然加快度與力成正比、8、保持砝碼和小盤的質(zhì)量′不變，改變小車質(zhì)量，重復(fù)步驟4和6，作1－圖象，假設(shè)mmam圖象為向來線，那么證明加快度與質(zhì)量成反比、【五】實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的辦理方法——圖象法、化曲為直的方法1、研究加快度與力的關(guān)系以加快度a為縱坐標(biāo)，以F為橫坐標(biāo)，依據(jù)丈量的數(shù)據(jù)描點(diǎn)，而后作出圖象，看圖象是否是經(jīng)過原點(diǎn)的直線，就能判斷a與F能否成正比、2、研究加快度與質(zhì)量的關(guān)系以a為縱坐標(biāo)、m為橫坐標(biāo)，依據(jù)各組數(shù)據(jù)在座標(biāo)系中描點(diǎn)，將會獲取如圖2甲所示的一條曲線、由圖線只好看出m增大時a減小，但a與m詳盡是什么關(guān)系，不可以得出、假a1設(shè)以為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，將會獲取如圖乙所示的一條過原點(diǎn)的傾斜直線，據(jù)此可判m斷a與成反比、m圖

23、方法總結(jié)利用圖象辦理數(shù)據(jù)是物理實(shí)驗(yàn)中常用的重要方法、在實(shí)驗(yàn)中假如發(fā)現(xiàn)一個量

x與另一個1量y成反比，那么，x就應(yīng)與y成正比、由于在辦理數(shù)據(jù)時，判斷正比率函數(shù)圖象比判斷一條曲線能否為反比率函數(shù)圖象要簡單和直觀得多，因此可以將反比率函數(shù)的曲線轉(zhuǎn)變?yōu)檎嚷屎瘮?shù)的直線進(jìn)行辦理、六、本卷須知1、均衡摩擦力：必定要做好均衡摩擦力的工作，也就是調(diào)出一個適合的斜面，使小車的重力沿著斜面方向的分力正好均衡小車受的摩擦阻力、在均衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細(xì)線系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動、2、不重復(fù)均衡摩擦力：實(shí)驗(yàn)步驟2、3不需要重復(fù)，即整個實(shí)驗(yàn)均衡了摩擦力后，無論此后是改變小盤和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車的質(zhì)量，都不需要重新均衡摩擦力、3、實(shí)驗(yàn)條件：每條紙帶一定在滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出、只有這樣，小盤和砝碼的總重力才可視為小車遇到的拉力、4、一先一后：改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量湊近打點(diǎn)計(jì)時器，并應(yīng)先接通電源，再開釋小車、記憶口訣均衡摩擦紙帶掛，小車板上勻速滑；假設(shè)要盤碼當(dāng)拉力，其重與車不行比；先通電源后放車，紙帶應(yīng)選易于測；曲線化直好思想，作圖比率要適合.例1某實(shí)驗(yàn)小組在“研究加快度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)出以下的實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖

3所示、小車質(zhì)量M＝214.6g，砝碼盤質(zhì)量m0＝7.8g，所使用的打點(diǎn)計(jì)時器交流電頻率f＝50Hz.其實(shí)驗(yàn)步驟是：A、按圖中所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置；B、調(diào)理長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下做勻速運(yùn)動；圖3C、取下細(xì)繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m；D、先接通電源，再松開小車，打出一條紙帶，由紙帶求得小車的加快度a；E、重新掛上細(xì)繩和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)B－D步驟，求得小車在不一樣合外力F作用下的加快度、回答以下問題：(1)按上述方案做實(shí)驗(yàn)，能否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？“是”或“否”)、(2)實(shí)驗(yàn)中打出的此中一條紙帶如圖4所示，由該紙帶可求得小車的加快度

________(填a＝________m/s2.圖4某同學(xué)將有關(guān)丈量數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計(jì)的表格中，以下表，次數(shù)12345砝碼盤中砝碼0.100.200.290.390.49的重力F/N小車的加快度a/(m·s－2)他依據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出a－F圖象(如圖5)、造成圖線但是坐標(biāo)原點(diǎn)的一條最主要原由是________________________________________________________________________，從該圖線延長線與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是________、

________________________，其大小為圖5例2某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖6所示的實(shí)驗(yàn)裝置來研究當(dāng)合外力一準(zhǔn)時，物體運(yùn)動的加快度與其質(zhì)量之間的關(guān)系、圖6由圖中刻度尺讀出兩個光電門中心之間的距離x＝24cm，由圖7中游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d＝________cm.該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時，將滑塊從如圖6所示地點(diǎn)由靜止開釋，由數(shù)字計(jì)時器可以讀出遮光條通過光電門1的時間t1，遮光條經(jīng)過光電門2的時間t2，那么滑塊圖經(jīng)7過光電門1時的剎時速度v的表達(dá)式v＝________，滑塊經(jīng)過光電門2時的剎時速度的表達(dá)式＝12________，那么滑塊的加快度的表達(dá)式a＝________.(以上表達(dá)式均用字母表示)(2)在本次實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組經(jīng)過改變滑塊質(zhì)量總合做了6組實(shí)驗(yàn)，獲取如表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、經(jīng)過分析表中數(shù)據(jù)后，你得出的結(jié)論是_____________________________.(g)a(m·s－2)m2502.023001.653501.334001.255001.008000.63(3)現(xiàn)需經(jīng)過圖象進(jìn)一步考據(jù)你的結(jié)論，請利用表格數(shù)據(jù)，在如圖8所示坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出相應(yīng)圖象、圖8近似法、控制變量法、均衡摩擦力法和化曲為直法例3某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個“研究加快度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)、如圖9為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖，A為小車，B為電火花計(jì)時器，C為裝有砝碼的小盤，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實(shí)驗(yàn)中以為細(xì)繩對小車?yán)等于砝碼和小盤的總重力，小車運(yùn)動加快度a可用紙帶上的打點(diǎn)求得、圖10為某次實(shí)驗(yàn)獲取的紙帶，依據(jù)紙帶可求出小車的加快度大小為________m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)圖10在“研究加快度與質(zhì)量的關(guān)系”時，保持砝碼和小盤質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量別獲取小車加快度a與質(zhì)量m的數(shù)據(jù)以下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345678小車加快度1.981.721.481.251.000.750.480.50a/(m·s－2)小車質(zhì)量0.250.290.330.400.500.710.751.00m/kg

m，分90.301.67依據(jù)上表數(shù)據(jù)，為直觀反響F不變時a與m的關(guān)系，請?jiān)趫D11的方格坐標(biāo)紙中選擇適合物理量建立坐標(biāo)系，并作出圖線、(若有需要，可利用上表中的空格數(shù)據(jù))圖11在“研究加快度與力的關(guān)系”時，保持小車的質(zhì)量不變，改變小盤中砝碼的質(zhì)量，該同學(xué)依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加快度a與合力F的關(guān)系圖線如圖12所示，該圖線不經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線不經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)的原由、圖12答：________________________________________________________________________.例4為了研究加快度與力的關(guān)系，使用如圖13所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、此中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計(jì)時器相連，當(dāng)滑行器經(jīng)過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間t1、t2都可以被丈量并記錄、滑行器連同上邊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s，牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答以下問題：圖13實(shí)驗(yàn)開始應(yīng)先調(diào)理氣墊導(dǎo)軌下邊的螺釘，負(fù)氣墊導(dǎo)軌水平，在不增添其余儀器的狀況下，如何判斷調(diào)理能否到位？答：________________________________________________________________________.(2)假設(shè)取M＝0.4kg，改變m的值進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下m的取值不適合的一個是________、A、m＝5gB、m＝15gC、m＝40gD、m＝400g在此實(shí)驗(yàn)中，需要測得每一個牽引力對應(yīng)的加快度，此中求得的加快度的表達(dá)式為：____________.(用t1、t2、D、s表示)方法提煉在考據(jù)牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)中，近似法是指繩對小車的拉力近似等于繩另一端連接的小盤和砝碼的總重力，近似法要在小盤和砝碼的總重力遠(yuǎn)小于小車的重力的狀況下才能用、控制變量法是指分別研究加快度與力、加快度與質(zhì)量關(guān)系時用到的方法，在實(shí)驗(yàn)中的詳盡表達(dá)是：研究加快度與力的關(guān)系時，保持小車質(zhì)量不變；研究加快度與質(zhì)量的關(guān)系時，保持小盤和砝碼的總重力不變、均衡摩擦力法是指經(jīng)過調(diào)整斜面傾角，讓小車重力沿斜面的分力與摩擦力抵消，使小車遇到的合外力等于繩對小車的拉力，表達(dá)在實(shí)驗(yàn)中是讓小車1不掛小盤時能在斜面上勻速運(yùn)動、化曲為直法是指辦理數(shù)據(jù)時，不作a－m圖象而作a－m圖象，反響在圖象中就是把本來的曲線變?yōu)閮A斜的直線、追蹤訓(xùn)練在研究加快度與力、質(zhì)量的關(guān)系活動中，某小組設(shè)計(jì)了如圖14所示的實(shí)驗(yàn)裝置、圖中上下兩層水平軌道表面圓滑，兩小車前端系上細(xì)線，細(xì)線越過滑輪并掛上砝碼盤，兩小車尾部細(xì)線連到控制裝置上，實(shí)驗(yàn)時經(jīng)過控制裝置使兩小車同時開始運(yùn)動，而后同時停止、圖14(1)在安裝實(shí)驗(yàn)裝置時，應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，使____________________；同時軌道應(yīng)適合__________，使小車在不掛砝碼盤時恰幸好軌道上做________，以均衡摩擦力、在實(shí)驗(yàn)時，為減小系統(tǒng)偏差，應(yīng)使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量__________小車的質(zhì)量(選填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn)小于”或“等于”)、本實(shí)驗(yàn)經(jīng)過比較兩小車的位移來比較小車加快度的大小，能這樣比較，是由于________________________________________________________________________________________________________________________________________________.要考據(jù)加快度與力成正比時，應(yīng)使__________同樣且不變，而改變__________、要考據(jù)加快度與質(zhì)量成反比時，應(yīng)使__________同樣且不變，而改變__________.1、在利用打點(diǎn)計(jì)時器和小車來做“研究加快度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時，以下說法中正確的選項(xiàng)是( )A、均衡摩擦力時，應(yīng)將砝碼盤及盤內(nèi)砝碼經(jīng)過定滑輪拴在小車上B、連接砝碼盤和小車的細(xì)繩應(yīng)跟長木板保持平行C、均衡摩擦力后，長木板的地點(diǎn)不可以挪動D、小車開釋前應(yīng)湊近打點(diǎn)計(jì)時器，且應(yīng)先接通電源再開釋小車2、“研究加快度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，主要的步驟有：A、將一端附有定滑輪的長木板放在水平桌面上，取兩個質(zhì)量相等的小車，放在圓滑的水平長木板上B、打開夾子，讓兩個小車同時從靜止開始運(yùn)動，小車運(yùn)動一段距離后，夾上夾子，讓它們同時停下來，用刻度尺分別測出兩個小車在這一段時間內(nèi)經(jīng)過的位移大小C、分析所獲取的兩個小車在同樣時間內(nèi)經(jīng)過的位移大小與小車所受的水平拉力的大小關(guān)系，從而獲取質(zhì)量相等的物體運(yùn)動的加快度與物體所受作用力大小的關(guān)系D、在小車的后端也分別系上細(xì)繩，用一只夾子夾住這兩根細(xì)繩E、在小車的前端分別系上細(xì)繩，繩的另一端越過定滑輪各掛一個小盤，盤內(nèi)分別放著數(shù)量不等的砝碼，使砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量、分別用天平測出兩個砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量上述實(shí)驗(yàn)步驟，正確的擺列序次是________、3、(2017·山東理綜·23(1))圖15某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖15所示的裝置來研究加快度與力的關(guān)系、彈簧秤固定在一適合的木板上，桌面的右側(cè)沿固定一支表面圓滑的鉛筆以取代定滑輪，細(xì)繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接、在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d.開始時將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板方才開始運(yùn)動為止，記下彈簧秤的示數(shù)F0，以此表示滑動摩擦力的大小、再將木板放回原處并按住，連續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)F1，而后開釋木板，并用秒表記下木板運(yùn)動到PQ處的時間t.①木板的加快度可以用、表示為a＝________；為了減小丈量加快度的有時偏差可以dt采納的方法是(一種即可)______________________________________________________.②改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確立加快度a與彈簧秤示數(shù)F1的關(guān)系、以以下圖象能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是( )③用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法對比，它的長處是________、A、可以改變滑動摩擦力的大小B、可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)C、可以比較精確地測出摩擦力的大小D、可以獲取更大的加快度以提升實(shí)驗(yàn)精度4、(2017·江蘇·11)圖16為了研究遇到空氣阻力時，物體運(yùn)動速度隨時間的變化規(guī)律，某同學(xué)采納了“加快度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖16所示)、實(shí)驗(yàn)時，均衡小車與木板之間的摩擦力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對小車運(yùn)動的阻力、往砝碼盤中加入一小砝碼，在開釋小車________(選填“以前”或“以后”)接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)、從紙帶上采納假設(shè)干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行丈量，得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的時間t與速度v的數(shù)據(jù)以下表：時間t/s00.501.001.502.002.50速度v/(m·s－1)0.120.190.230.260.280.29請依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖17中作出小車的v－t圖象、圖17經(jīng)過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，該同學(xué)以為：跟著運(yùn)動速度的增添，小車所受的空氣阻力將變大，你能否贊同他的看法？請依據(jù)v－t圖象簡要論述原由、答案課堂研究例1(1)否(2)0.88(3)在計(jì)算小車所受的合外力時未計(jì)入砝碼盤的重力(只要涉及“未