2025版高考物理一輪總復(fù)習(xí)知識(shí)梳理第3章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)4探究加速度與物體受力物體質(zhì)量的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)四探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)方案1用控制變量法探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?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)用圖像法處理物理問題。(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。2．實(shí)驗(yàn)原理(1)保持小車質(zhì)量不變，探究小車加速度跟合外力的關(guān)系。(2)保持合外力不變，探究小車加速度與質(zhì)量的關(guān)系。(3)作出a－F圖像和a－eq\f(1,M)圖像，確定a與F、M的關(guān)系。3．實(shí)驗(yàn)器材小車、砝碼、小盤、細(xì)繩、一端附有定滑輪的長木板、薄木塊、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、導(dǎo)線、紙帶、復(fù)寫紙、托盤天平、米尺。4．實(shí)驗(yàn)步驟(1)稱量質(zhì)量用托盤天平測(cè)小盤的質(zhì)量m0和小車的質(zhì)量M。(2)安裝器材按照實(shí)驗(yàn)原理圖把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上(即小車無牽引力)。(3)平衡摩擦力在長木板不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，反復(fù)移動(dòng)薄木塊的位置，直至小車在不掛小盤和砝碼的情況下能沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止。(4)測(cè)量加速度①保持小車的質(zhì)量不變，讓小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，掛上小盤和砝碼，先接通電源，再讓小車拖著紙帶在木板上勻加速下滑，打出一條紙帶。計(jì)算小盤和砝碼的重力，由紙帶計(jì)算出小車的加速度，并記錄數(shù)據(jù)。改變小盤內(nèi)砝碼的個(gè)數(shù)，并多做幾次。②保持小盤內(nèi)的砝碼個(gè)數(shù)不變，在小車上放上砝碼改變小車的質(zhì)量，讓小車在木板上滑動(dòng)打出紙帶。計(jì)算砝碼和小車的總質(zhì)量M，并由紙帶計(jì)算出小車對(duì)應(yīng)的加速度，記錄數(shù)據(jù)。改變小車上砝碼的個(gè)數(shù)，多做幾次。5．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)利用Δx＝aT2即逐差法求加速度。(2)以a為縱坐標(biāo)，F(xiàn)為橫坐標(biāo)，根據(jù)各組數(shù)據(jù)描點(diǎn)，如果這些點(diǎn)在一條過原點(diǎn)的直線上，說明a與F成正比。(3)以a為縱坐標(biāo)，eq\f(1,M)為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)、連線，如果該線為過原點(diǎn)的直線，就能判定a與M成反比。特別提醒：a－F、a－eq\f(1,M)圖像的可能情形及對(duì)應(yīng)原因：(1)若平衡摩擦力時(shí)，木板墊起的傾角過小，則a－F、a－eq\f(1,M)圖像如圖甲、乙中①、②所示。(2)若平衡摩擦力時(shí)，木板墊起的傾角過大，則a－F、a－eq\f(1,M)圖像如圖甲、乙中③、④所示。(3)若實(shí)驗(yàn)中沒有滿足M遠(yuǎn)大于m，則a－F、a－eq\f(1,M)圖像如圖丙、丁所示。6．注意事項(xiàng)(1)補(bǔ)償阻力：在補(bǔ)償阻力時(shí)，不要把懸掛槽碼的細(xì)繩系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，且要讓小車拖著紙帶勻速運(yùn)動(dòng)。(2)不重復(fù)補(bǔ)償阻力：補(bǔ)償了阻力后，不管以后是改變槽碼的質(zhì)量還是改變小車和小車上砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新補(bǔ)償阻力。(3)實(shí)驗(yàn)條件：每條紙帶都必須在滿足小車和小車上砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼總質(zhì)量的條件下打出。只有如此，小盤和砝碼總重力才可視為小車受到的拉力。(4)一先一后一按住：改變拉力或小車質(zhì)量后，每次實(shí)驗(yàn)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)定滑輪前按住小車。(5)作圖：作圖時(shí)，兩坐標(biāo)軸單位長度的比例要適當(dāng)，要使盡可能多的點(diǎn)落在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能均勻地分布在所作直線兩側(cè)。7．誤差分析(1)系統(tǒng)誤差：用小盤和砝碼的總重力代替小車受到的拉力，實(shí)際上小車受到的拉力小于小盤和砝碼的總重力。(2)偶然誤差：摩擦力平衡不準(zhǔn)確，質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)確，細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行等都會(huì)引起誤差。實(shí)驗(yàn)方案2通過位移之比測(cè)量加速度之比將兩輛相同的小車放在水平木板上，前端各系一條細(xì)線，線的另一端跨過定滑輪各掛一個(gè)小盤，盤中可以放不同的重物。把木板一端墊高，參考方案1的方法補(bǔ)償阻力的影響。兩小車后端各系一條細(xì)線，用一個(gè)物體，例如黑板擦，把兩條細(xì)線同時(shí)按壓在木板上(如圖所示)。抬起黑板擦，兩小車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，按下黑板擦，兩小車同時(shí)停下來。