高一物理探究加速度與力的關(guān)系

1、第第2節(jié)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系節(jié)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1學(xué)會用控制變量法探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 2掌握利用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法 二、實(shí)驗(yàn)原理 采用控制變量法當(dāng)研究對象有兩個以上的參量發(fā)生變化時，我們設(shè)法控制某些參 量使之不變，而研究其中兩個參量之間的變化關(guān)系，這是物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常采用的一 種方法本實(shí)驗(yàn)中的參量有F、m、a三個，采用控制變量法如下： 1保持質(zhì)量不變，測量物體在不同力作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系 2保持物體所受的力相同，測量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度，分析加速 度與質(zhì)量的關(guān)系 三、實(shí)驗(yàn)器材 附有定滑輪的長木板、打點(diǎn)計時器、低壓交流電源、小

2、車、砝碼、帶鉤細(xì)線、小桶 (含沙子)、紙帶，刻度尺、天平、薄木板 返回目錄 實(shí)驗(yàn)互動實(shí)驗(yàn)演練熱點(diǎn)典例 8算出每條紙帶對應(yīng)的加速度的值并填入表格2中 表格2物體受到的外力一定，加速度與質(zhì)量的關(guān)系 七、注意事項(xiàng) 1平衡摩擦力時不要掛重物，整個實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變沙子和小 桶的質(zhì)量還是改變小車和砝碼的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力 2小車和車上砝碼的總質(zhì)量要遠(yuǎn)大于沙子和小桶的總質(zhì)量這樣，沙子和小桶的總 重力才可視為小車受到的拉力 3每次實(shí)驗(yàn)時，小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計時器(或盡量遠(yuǎn)離帶滑輪的一端)，并應(yīng)先接 通電源，再放開小車，且在小車到達(dá)滑輪前用手按住小車，以免小車撞擊滑輪 4作圖像時，要

3、使盡可能多的點(diǎn)在所作的直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對稱分 布在所作直線的兩側(cè)，個別偏差很大的點(diǎn)應(yīng)舍去 (1)該同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是 _， 該步驟應(yīng)排在_步實(shí)驗(yàn)之后 (2)在上述步驟中，有錯誤的是_，應(yīng)把_改為 _ (3)在上述步驟中，處理不恰當(dāng)?shù)氖莀，應(yīng)把_改為_ 針對訓(xùn)練1-1：在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是( ) A平衡摩擦力時，小桶應(yīng)用細(xì)線通過定滑輪系在小車上，但小桶內(nèi)不能裝砂 B實(shí)驗(yàn)中應(yīng)始終保持小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂和小桶的質(zhì)量 C實(shí)驗(yàn)中如用縱坐標(biāo)表示加速度，用橫坐標(biāo)表示小車和車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量，描出相 應(yīng)的點(diǎn)在一條直線上時，即可證明加速度與質(zhì)量成反

4、比 D平衡摩擦力時，小車后面的紙帶必須連好，因?yàn)檫\(yùn)動過程中紙帶也要受到阻力 答案：BD. 答案：(1)0.16(0.15也算對)(2)圖見解析 (3)未計入砝碼盤的重力 答案：見解析 針對訓(xùn)練3-1：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 法中正確的是() A“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是讓小車受到的摩擦力為零 B“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車所受的重力沿斜面方向的分力與所受到的摩擦 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砝碼通過細(xì)繩和滑輪對 小車施加的拉力 D“平衡摩擦力”是否成功，可根據(jù)小車拖動的由打點(diǎn)計時器打出的紙帶上的點(diǎn)跡 間距是否均勻而確定

5、解析：小車運(yùn)動過程中受的阻力是永恒存在的，無法使之為零，故A項(xiàng)錯誤；要使小 車勻速下滑，小車重力沿斜面的分力“mgsin ”應(yīng)與摩擦阻力f相平衡，從而使小車所 受的合力等于所掛鉤碼通過細(xì)繩和滑輪對小車施加的拉力，故B、C、D正確 答案：BCD 1.(2010年上海市模擬)在研究物體的“加速度、作用力和質(zhì)量”三個物理量的關(guān)系時， 我們用實(shí)驗(yàn)研究了小車“在質(zhì)量一定的情況下，加速度和作用力的關(guān)系”；又研究 了“在作用力一定的情況下，加速度和質(zhì)量之間的關(guān)系”這種研究物理問題的科 學(xué)方法是(B) A建立理想模型的方法 B控制變量法 C等效替代法 D類比法 解析：在研究一個物理量與多個物理量之間的變化關(guān)系

6、時，我們先設(shè)定其他物理量 不變，而去研究一個物理量與另一物理量的關(guān)系，這種方法就是控制變量法，故選 B. 2在利用打點(diǎn)計時器探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，以下做法正確的是(B ) A平衡摩擦力時，應(yīng)將重物用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上 B每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力 C實(shí)驗(yàn)時，先放開小車，后接通電源 D“重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量”這一條件如不滿足，對探究過程也不會產(chǎn)生影 響 解析：平衡摩擦力時，不把懸掛重物用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上，即不對小車施加 拉力在木板無滑輪的一端下面墊一薄木塊，反復(fù)移動其位置，直到拖在小車后面的 紙帶上打出的點(diǎn)距均勻?yàn)橹乖O(shè)木板的傾角為，則平衡摩擦力后有

7、mgsin mgcos ，即arctan ，與小車的質(zhì)量無關(guān)，故每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡 摩擦力實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計時器工作穩(wěn)定后再放開小車實(shí)驗(yàn)要求重 物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，因?yàn)橹挥羞@樣，重物的重力才近似等于細(xì)繩對小車的拉 力 解析：(甲)圖說明拉力為零時就有加速度說明合外力不為零，平衡摩擦力時長木 板傾角過大，A正確；(乙)圖說明拉力一定，質(zhì)量非常大時，加速度仍不接近零，說 明木板的傾角過大，B錯；(丙)圖中開始拉力較小時沒有加速度，說明未平衡摩擦力 或沒有完全平衡摩擦力，木板傾角過小，C錯；(丁)圖中拉力一定，質(zhì)量較大時加 速度為零，說明未平衡摩擦力或沒有完全平衡

8、摩擦力，木板傾角過小，D對 4在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材： A電火花計時器；B.天平；C.秒表；D.交流電源；E.電池；F.紙帶；G.細(xì)繩、砝碼、滑 塊(可騎在氣墊導(dǎo)軌上)；H.氣墊導(dǎo)軌(一端帶定滑輪)；I.毫米刻度尺；J.小型氣泵 (1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的器材有 _； 實(shí)驗(yàn)的研究對象是_ (2)本實(shí)驗(yàn)分兩大步驟進(jìn)行： _； _. 解析：根據(jù)原理想步驟，根據(jù)步驟想器材 本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是：在m一定時，根據(jù)在不同力作用下打出的紙帶，求出加速度； F一定時，根據(jù)在不同質(zhì)量條件下打出的紙帶，求出加速度，故只要明確電火花 計時器及氣墊導(dǎo)軌的工作條件，則不難將器材選出 答案：(1)A、B、D、F、G、H、I、J騎在氣墊導(dǎo)軌上的滑塊 (2)研究a與F的關(guān)系