【同步導學】高中物理課件 3.2探究加速度與力、質量的關系探究加速度與力、質量的關系課件 教科版必修1.pptVIP

2 探究加速度與力 質量的關系 2 要測量的物理量小車與其上砝碼的總質量m 用天平測出 小車受的拉力f 用天平測出小盤和盤內(nèi)砝碼的總質量m 由f mg算出 小車的加速度a 通過打點計時器打出的紙帶測算出 測量方案的探究1 測量加速度的方案采用較多的方案是使用打點計時器 在運動物體上安裝一條連接打點計時器的紙帶 根據(jù)紙帶上打出的點來測量加速度 前面所述的實驗方案 就是利用這種方法求取加速度的 它是根據(jù)在勻變速直線運動中 連續(xù)相等的時間t內(nèi)的位移之差 x at2求出加速度 條件允許也可以采用氣墊導軌和光電門測加速度 也可利用傳感器和計算機 2 測量物體所受外力的方案由于我們上述測量加速度的方案只能適用于勻變速直線運動 所以我們必須給物體提供一個恒定的外力 并且要測量這個外力 上述參考案例提供的外力比較容易測量 3 平衡摩擦力 把木板無滑輪的一端下面墊一薄木板 反復移動其位置 直到打點計時器正常工作后不掛重物的小車在斜面上做勻速直線運動為止 紙帶上相鄰點間距相等 4 將重物通過細繩系在小車上 接通電源放開小車 用紙帶記錄小車的運動情況 取下紙帶并在紙帶上標上號碼及此時所掛重物的重力m0g 即小車受到的合力f 5 保持小車的質量不變 改變所掛重物的重力 重復步驟4 多做幾次實驗 每次小車從同一位置釋放 并記錄好相應紙帶及重物的重力m1g m2g 填入表格 6 保持小車所受合外力不變 在小車上加放砝碼 并測出小車與所放砝碼的總質量m1 接通電源 放開小車用紙帶記錄小車的運動情況 取下紙帶并在紙帶上標上號碼 7 繼續(xù)在小車上加放砝碼 重復步驟6 多做幾次實驗 在每次得到的紙帶上標上號碼 記錄的數(shù)據(jù)填入表格 8 數(shù)據(jù)處理 1 物體的質量一定 加速度與受力的關系 表一 表二 3 各紙帶上的加速度a 都應是該紙帶上的平均加速度 4 作圖象時 要使盡可能多的點在所作直線上 不在直線上的點應盡可能對稱分布在所作直線兩側 離直線較遠的點是錯誤數(shù)據(jù) 可舍去不予考慮 5 小車應靠近打點計時器且先接通電源再放手 a 用天平稱出小車和小桶及內(nèi)部所裝砂子的質量b 按圖裝好實驗器材c 把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛砂桶d 將電磁打點計時器接在6v電壓的蓄電池上 接通電源 放開小車 打點計時器在紙帶上打下一系列點 并在紙帶上標明小車質量e 保持小桶及其中砂子的質量不變 增加小車上的砝碼個數(shù) 并記錄每次增加后的m值 重復上述實驗 f 分析每條紙帶 測量并計算出加速度的值g 作a m關系圖象 并由圖象確定a m關系 1 該同學漏掉的重要實驗步驟是 該步驟應排在 步實驗之后 2 在上述步驟中 有錯誤的是 應把 改為 3 在上述步驟中 處理不恰當?shù)氖?應把 改為 1 根據(jù)表中數(shù)據(jù) 畫出a f圖象 2 從圖象可以判定 當m一定時 a與f的關系是什么 解析 1 若a與f成正比 則圖線是一條過原點的直線 同時因實驗中不可避免地出現(xiàn)誤差 研究誤差產(chǎn)生的原因 從而減小誤差增大實驗的準確性 則在誤差允許的范圍內(nèi)圖線是一條過原點的直線即可 連線時應使直線過盡可能多的點 不在直線上的點應大致對稱分布在直線兩側 離直線較遠的點應視為錯誤數(shù)據(jù) 不予考慮 a f圖象如下圖所示 2 1 若測得某一物體受力f一定時 a與m的關系數(shù)據(jù)如下表所示 a 形成圖甲的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大b 形成圖乙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小c 形成圖丙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大d 形成圖丁的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小 解析 根據(jù)圖象可分析 甲 乙兩圖中 當外力f 0時加速度a 0 則說明f 0時已經(jīng)有加速度 這說明木板傾角過大 木板的傾角越大 小車獲得的動力就越大 越容易出現(xiàn)甲 乙兩圖所對應的情況 因此選項a正確 丙 丁兩圖中 當加速度a 0時外力f 0 即拉力不為零時加速度卻仍為零 這說明還有摩擦力沒有平衡掉 因此木板傾角過小 選項d正確 答案 ad 本實驗中 小車所受的作用力是指小車所受的合外力 如果不采用一定的辦法平衡掉小車以及紙帶所受的摩擦力 或者平衡摩擦力時 方法不正確 都會帶來很大的實驗誤差 平衡摩擦力的方法是 將長木板不帶滑輪的一端適當墊高 把小車放在木板上 連上紙帶 接通電源 輕推小車 當紙帶上打點比較均勻時 我們認為小車在木板上做勻速運動 此時說明摩擦力恰好被平衡 答案 acd 2 在 探究加速度與力 質量的關系 的實驗中 下列說法中正確的是 a 平衡摩擦力時 小桶應用細線通過定滑輪系在小車上 但小桶內(nèi)不能裝砂b 實驗中無需始終保持小車和砝碼的質量遠遠大于砂和小桶的質量c 實驗中如用縱坐標表示加速度 用橫坐標表示小車和車內(nèi)砝碼的總質量 描出相應的點在一條直線上 即可證明加速度與質量成反比d 平衡摩擦力時 小車后面的紙帶必須連好 因為運動過程中紙帶也要受阻力 答案 d 3 在 探究物體的加速度與力 質量的關系 時 下列說法中正確的是 a 同時測出物體的質量 加速度和力 能容易發(fā)現(xiàn)三者之間的關系b 保持物體的質量不變 一定要測出加速度的數(shù)值 才能找出加速度與力的關系c 可以利用物體做自由落體運動來探究加速度與質量的關系d 如果加速度與力的圖象是一條過原點的傾斜直線 則加速度與力成正比 解析 判斷三個量之間的關系時 應控制一個量不變 來探究另兩個量之間的關系 即采取控制變量法 a錯 本實驗只是探究兩個量之間的關系 只要找到二者之間的比例關系即可 不一定要測出加速度的具體數(shù)值 b錯 自由落體運動加速度g a 不隨質量而變化 c錯 答案 d 4 某同學做 加速度與力 質量的關系 實驗時 在平衡摩擦力時 把長木板的一端墊得過高 使得傾角偏大 他所得到的a f關系可用下圖中哪個圖象表示 a是小車的加速度 f是細線作用于小車的拉力 解析 長木板一端墊得過高 傾角過大時 下滑分力大于摩擦力 沒有沙桶的重力做牽引力時 小車所受合力不為零 有加速度 從a f圖象看 即f 0 a 0 故正確答案為c 答案 c 答案 小車的質量 6 做 探究加速度與力 質量的關系 的實驗 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 取兩個質量相等的小車 放在光滑的水平長木板上b 打開夾子 讓兩個小車同時從靜止開始運動 小車運動一段距離后 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相同時間內(nèi)通過的位移大小 c 分析所得到的兩個小車在相同時間內(nèi)通過的位移大小與小車所受的水平拉力的大小的關系 從而得到質量相等的物體運動的加速度與物體所受作用力大小的關系d 在小車的后端也分別系上細繩 用一只夾子夾住這兩根細繩e 在小車的前端分別系上細繩 繩的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤 盤內(nèi)分別放著數(shù)目不等的砝碼 使砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質量遠小于小車的質量 分別用天平測出兩個砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質量上述實驗步驟 正確的排列順序是 解析 正確的順序應為a e d b c 答案 a e d b c 7 如下圖所示 是某次利用氣墊導軌探究加速度與力 質量關系的實驗裝置安裝完畢后的示意圖 圖中a為砂桶和砂 b為定滑輪 c為滑塊及上面添加的砝碼 d為紙帶 e為電火花計時器 f為蓄電池 電壓為6v g是電鍵 請指出圖中的三處錯誤 1 2 3 答案 1 b接滑塊的細線應水平 或與導軌平行 2 c滑塊離計時器太遠 3 e電火花計時器用的是220v的交流電 不能接直流電 8 2009年高考江蘇卷 探究加速度與物體質量 物體受力的關系 的實驗裝置如圖甲所示 1 在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中 打出了一條紙帶如圖乙所示 計時器打點的時間間隔為0 02s 從比較清晰的點起 每5個點取一個計數(shù)點 量出相鄰計數(shù)點之間的距離 該小車的加速度a m s2