2019屆高三物理一輪復習導學案三、牛頓運動定律(4

1、2019 屆高三物理一輪復習導學案三、牛頓運動定律（4）【課題】實驗：探究物體的加速度 a 與所受合外力 F、物體質(zhì)量之間的關(guān)系?！緦W目標】1 .通過實驗研究加速度與力、加速度與質(zhì)量的關(guān)系。2 .掌握實驗數(shù)據(jù)處理的方法，能根據(jù)圖像寫出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系式。 【實驗原理】1如圖所示裝置，保持小車質(zhì)量 M 不變，改變 小桶內(nèi)砂的質(zhì)量 m,從而改變細線對小車的牽引 力 F（當 mM時，F(xiàn)=mg 近似成立），測出小車的 對應加速度 a,由多組 a、F 數(shù)據(jù)作出加速度和力 的關(guān)系 a-F 圖線，探究加速度與外力的關(guān)系。2 保持小桶和砂的質(zhì)量不變，在小車上加減砝碼，改變小車的質(zhì)量M，測出小車的對應加

2、速度 a，由多組 a、M 數(shù)據(jù)作出加速度和質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系 a-M-1圖線，探究加 速度與質(zhì)量的關(guān)系。【實驗器材】小車，砝碼，小桶，砂，細線，附有定滑輪的長木板，墊塊，打點計時器，低壓 交流電源，導線兩根，紙帶，托盤天平及砝碼，米尺?！緦嶒灢襟E】1 用調(diào)整好的天平測出小車和小桶的質(zhì)量M 和 m,把數(shù)據(jù)記錄下來。2 按如圖裝置把實驗器材安裝好，只是不把掛小桶用的細線系在小車上，即不給 小車加牽引力。3 .平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊塊，反復移動墊塊的位 置，直至小車在斜面上運動時可以保持勻速直線運動狀態(tài)（可以從紙帶上打的點是否 均勻來判斷）。4.在小車上加放砝碼， 小桶里放入適

3、量的砂， 把砝碼和砂的質(zhì)量 M和 m記錄下來。 把細線系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶，接通電源，放開小車，打點計時器在紙帶上 打下一系列點，取下紙帶，在紙帶上寫上編號。5 .保持小車的質(zhì)量不變， 改變砂的質(zhì)量（要用天平稱量），按步驟 4 再做 5 次實驗。6 算出每條紙帶對應的加速度的值。7 .用縱坐標表示加速度a，橫坐標表示作用力 F，即砂和桶的總重力（m+m）g，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標平面上描出相應的點，作圖線。探究加速度與外力的關(guān)系&保持砂和小桶的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，重復上面的實驗，并做好記錄， 求出相應的加速度，用縱坐標表示加速度a，橫坐標表示小車和車內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù) 1/

4、 （ M+M ,在坐標平面上根據(jù)實驗結(jié)果描出相應的點并作圖線。探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系?！镜湫推饰觥坷?1（江蘇省南京市 2019 屆高三質(zhì)量檢測）某同學設計了一個探究加速度 a 與物 體所受合力 F 及質(zhì)量 m 關(guān)系的實驗，圖（a）為實驗裝置簡圖。（交流電的頻率為 50Hz）紙帶運勖方向單位： cm圖m/s2。之間的關(guān)系式是5.196.707.217.72O請在方格坐標紙中畫出a_丄圖線，并從圖線求出小車加速度a 與質(zhì)量倒數(shù) 1/mm（3）保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度 隨合力 F 的變化圖線如圖（c）所示。該圖線不通過原點，其主要原因是 _例 2某活動小組

5、欲探究光滑斜面上物體下滑的加速度與物體質(zhì)量及斜面傾角是否有 關(guān)系。實驗室提供如下器材：A.表面光滑的長木板（長度L）； B .小車；C .質(zhì)量為m的鉤碼若干個；D .方 木塊（備用于墊木板）；E .米尺；F .秒表。實驗次數(shù)123456782小車加速度 a/ms1.901.721.491.251.000.750.500.30小車質(zhì)量 m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67/ kg- m4.003.453.032.502.001.411.000.60（1）圖（3 為某次實驗得到的紙帶， 根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為（保留二位有效數(shù)字）（2） 保持砂和砂桶質(zhì)量

6、不變， 改變小車質(zhì)量 m 分別得到小車加速度 a 與質(zhì)量 m 及對 應的1/m，數(shù)據(jù)如下表：0I mkga/ (m/s )1 ().200,600300.400,400.290.50-0250.611 0.20-f一4一4-rr4i- -4(1 )實驗過程：第一步，在保持斜面傾角不變時，探究加速 度與質(zhì)量的關(guān)系。實驗中，通過向小車放入鉤碼來改變物體質(zhì)量， 只要測出小車由斜面頂端滑至底端用時t，就可以由公式a=_求出a，某同學記錄了數(shù)據(jù)如下表所示：根據(jù)以上信息，我們發(fā)現(xiàn)，在誤差范圍內(nèi)質(zhì)量改變之后平均下滑用時 _ (填“改變”或“不改變”)，經(jīng)過分析你得出加速度和質(zhì)量的關(guān)系為 第二步，在物體質(zhì)量不

7、變時，探究加速度與傾角的關(guān)系。實驗中通過改變方木塊墊放位置來調(diào)整長木板傾角，由于沒有量角器，我們可以測量出木板頂端到水平面高度h,則傾角a的正弦值sina=h/L。某同學記錄下高度h和加速度a如下表：請先在坐標紙上建立適當?shù)淖鴺溯S后描點作圖，然后根據(jù)你所作的圖線求出當?shù)?的重力加速度 g=_。進一步分析可知，光滑斜面上物體下滑的加速度與傾角的關(guān)系為_ 。(2)該探究小組所采用的探究方法是 _例 3(鎮(zhèn)江市 2019 屆期初教學情況調(diào)查)某同學在“探究當外力一定時， 加速度 和質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時得到下表中的實驗數(shù)據(jù)，(I )這位同學決定使用 a 一1 /m 圖象來處理這些數(shù)據(jù)，而不用a 一 m

8、 圖象來處理這些數(shù)據(jù)的原因是 _(2 )請作出 a 一 1 / m圖象，根據(jù)作出的圖象，可以得到的結(jié)論是 _xSs灰釀、V?vf+ynA/+齡11.421.411.4221.401.421.3931,411.331 42L(m)h(m)sina=h/La(m/s2)O【訓練設計】1、像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間?，F(xiàn)利用圖所示裝置測量滑塊和長Im 左右的木塊間的動摩擦因數(shù)，圖中MN是水平桌面，Q是木板與桌面的接觸點，1 和 2 是 固定在木板

9、上適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出。此外在木板頂端的P點還懸掛著一個鉛錘，讓滑塊從木板的頂端滑下，光電門I、2 各自連2 2接的計時器顯示的擋光時間分別為5.0X10-s 和 2.0X10-s。用游標卡尺測量小滑塊的寬度d,卡尺示數(shù)如圖所示。（1 ）讀出滑塊的寬度d= cm 。（2 ）滑塊通過光電門 1 的速度：vi= _m/s，滑塊通過光電門 2 的速度：V2=_ m/s_.（3） 若僅提供一把米尺，已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間,為完成測量，除了研究V1、V2和兩個光電門之間的距離L外，還需測量的物理量是 _（說明各量的物理意義，同時指明代表物理量的字母）（4） 用（3）中各量求解動摩擦因數(shù)的表達式卩=_ （用字母表示）。2、（徐州市 2019 屆摸底考試）現(xiàn)要驗證“當合外力一定時，物體運動的加速度與其質(zhì)量成反比”這一物理規(guī)律。給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面（如圖）、小車、計時 器一個、米尺、天平、砝碼、鉤碼若干。實驗步驟如下（不考慮摩擦力的影響），在空格 中填入適當?shù)墓交蛭淖諥從靜止開始下滑到斜面底端A,記下所用時間t。A之間的距離s。則小車的加速度a（4 ）用米尺測量 A 相對于 A 的高度 h。則小車所受的合外力（5）在小車中加鉤碼，用天平測出此時小車與鉤碼的總質(zhì)量m同時改變h,使m與（1 ）用天平測出小車的質(zhì)量 m（2）讓小車自