202X版高考物理總復習第三章實驗四驗證牛頓運動定律課件

1、實驗四驗證牛頓運動定律實驗四驗證牛頓運動定律實驗基礎實驗基礎命題研析命題研析實驗基礎實驗基礎 落實基礎落實基礎提煉精髓提煉精髓注意事項注意事項1.1.平衡摩擦力平衡摩擦力: :在平衡摩擦力時在平衡摩擦力時, ,不要把懸掛小盤的細繩系在小車上不要把懸掛小盤的細繩系在小車上, ,即不要給即不要給小車加任何牽引力小車加任何牽引力, ,且要讓小車拖著紙帶勻速運動且要讓小車拖著紙帶勻速運動. .2.2.實驗條件實驗條件: :小車的質量小車的質量M M遠大于小盤和砝碼的總質量遠大于小盤和砝碼的總質量m.m.3.3.操作要領操作要領: :改變拉力和小車質量后改變拉力和小車質量后, ,每次開始時小車應盡量靠近

2、打點計時器每次開始時小車應盡量靠近打點計時器, ,并應先接通電源并應先接通電源, ,再放開小車再放開小車, ,且應在小車到達定滑輪前按住小車且應在小車到達定滑輪前按住小車. .誤差分析誤差分析2.2.摩擦力平衡不準確、質量測量不準確、計數(shù)點間距測量不準確、紙帶和細摩擦力平衡不準確、質量測量不準確、計數(shù)點間距測量不準確、紙帶和細繩不嚴格與木板平行都會引起誤差繩不嚴格與木板平行都會引起誤差. .命題研析命題研析 突破常規(guī)突破常規(guī)注重創(chuàng)新注重創(chuàng)新命題點一常規(guī)實驗命題點一常規(guī)實驗【典例典例1 1】 ( (20192019安徽合肥測試安徽合肥測試) )利用如圖利用如圖( (甲甲) )所示的裝置做所示的裝

3、置做“驗證牛頓第二驗證牛頓第二定律定律”的實驗的實驗. .(1)(1)除了圖中所給的器材以及交流電源和導線外除了圖中所給的器材以及交流電源和導線外, ,在下列器材中在下列器材中, ,還必須使用的還必須使用的兩種器材是兩種器材是.A.A.秒表秒表 B.B.天平天平( (含砝碼含砝碼) )C.C.彈簧測力計彈簧測力計D.D.刻度尺刻度尺解析解析: :(1)(1)依據(jù)實驗特點依據(jù)實驗特點, ,此實驗中不需要秒表和彈簧測力計此實驗中不需要秒表和彈簧測力計; ;但是要用天平測但是要用天平測量小車及盤的質量量小車及盤的質量, ,用刻度尺測量紙帶用刻度尺測量紙帶, ,故選項故選項A,CA,C錯誤錯誤,B,D

4、,B,D正確正確. .答案答案: :(1)BD(1)BD(2)(2)甲同學實驗時平衡摩擦力甲同學實驗時平衡摩擦力, ,按圖示裝置把實驗器材安裝好按圖示裝置把實驗器材安裝好, ,先不掛重物先不掛重物, ,將小將小車放在木板上車放在木板上, ,后面固定一條紙帶后面固定一條紙帶, ,紙帶穿過打點計時器紙帶穿過打點計時器. .用墊塊把木板一端墊用墊塊把木板一端墊高高, ,接通打點計時器接通打點計時器, ,讓小車以一定初速度沿木板向下運動讓小車以一定初速度沿木板向下運動, ,并不斷調節(jié)木板的并不斷調節(jié)木板的傾斜度傾斜度, ,直到小車拖動紙帶沿木板做直到小車拖動紙帶沿木板做運動運動.解析解析: :( (2

5、)2)平衡摩擦力后平衡摩擦力后, ,小車將做勻速運動小車將做勻速運動. .答案答案: :(2)(2)勻速勻速 (3)(3)甲同學利用甲同學利用v v- -t t圖像求出每條紙帶對應的加速度圖像求出每條紙帶對應的加速度. .他處理其中一條紙帶時他處理其中一條紙帶時, ,求求出每個計數(shù)點對應的速度出每個計數(shù)點對應的速度, ,并將各點的速度都標注在了如圖并將各點的速度都標注在了如圖( (乙乙) )所示的坐標系所示的坐標系中中. .請在坐標系中作出小車運動的請在坐標系中作出小車運動的v v- -t t圖像圖像, ,并利用圖像求出小車此次運動的加并利用圖像求出小車此次運動的加速度速度a=a=m/sm/s

6、2 2. . 答案答案: :(3)(3)圖見解析圖見解析0.960.96(4)(4)乙同學在驗證小車加速度與所受拉力乙同學在驗證小車加速度與所受拉力F F的關系時的關系時, ,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的a-Fa-F圖圖像如圖像如圖( (丙丙) )所示所示. .發(fā)現(xiàn)圖線不過原點發(fā)現(xiàn)圖線不過原點, ,原因可能是原因可能是.A.A.木板一端墊得過高木板一端墊得過高B.B.木板一端墊得過低木板一端墊得過低C.C.盤和砝碼的總質量太大了盤和砝碼的總質量太大了D.D.盤和砝碼的總質量太小了盤和砝碼的總質量太小了解析解析: :(4)(4)從圖中發(fā)現(xiàn)直線沒過原點從圖中發(fā)現(xiàn)直線沒過原點, ,當當F=0

7、F=0時時,a0,a0,也就是說當繩子上沒有拉也就是說當繩子上沒有拉力時小車有加速度力時小車有加速度, ,說明小車的摩擦力小于重力沿斜面向下的分力說明小車的摩擦力小于重力沿斜面向下的分力, ,該同學實該同學實驗操作中木板一端墊得過高驗操作中木板一端墊得過高, ,故選項故選項A A正確正確,B,C,D,B,C,D錯誤錯誤. .答案答案: :(4)A(4)A實驗中的注意點實驗中的注意點(1)(1)改變小車質量時改變小車質量時, ,不需要重新平衡摩擦力不需要重新平衡摩擦力. .(2)(2)平衡小車摩擦力后平衡小車摩擦力后, ,細繩的拉力即為小車的合外力細繩的拉力即為小車的合外力. .方法技巧方法技巧

8、【典例典例2 2】 ( (20192019四川診斷測試四川診斷測試) )在在“探究加速度與力、質量的關系探究加速度與力、質量的關系”的實驗的實驗中中, ,某學習小組使用的裝置如圖某學習小組使用的裝置如圖( (甲甲) )所示所示. .設沙和沙桶的總質量為設沙和沙桶的總質量為m,m,小車和砝碼小車和砝碼的總質量為的總質量為M.M.實驗中用沙和沙桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小實驗中用沙和沙桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小. .(1)(1)實驗中實驗中, ,為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力, ,下面的操作最合下面的操作最合理的是理的是.

9、A.A.將長木板水平放置將長木板水平放置, ,讓小車在沙和沙桶的牽引下帶著已經(jīng)穿過打點計時器的讓小車在沙和沙桶的牽引下帶著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶在木板上運動紙帶在木板上運動, ,調節(jié)沙的質量調節(jié)沙的質量, ,多次重復多次重復, ,直到目測小車做勻速直線運動直到目測小車做勻速直線運動B.B.將長木板水平放置將長木板水平放置, ,讓小車在沙和沙桶的牽引下帶著已經(jīng)穿過打點計時器的讓小車在沙和沙桶的牽引下帶著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶在木板上運動紙帶在木板上運動, ,接通打點計時器的電源接通打點計時器的電源, ,輕推小車輕推小車, ,調節(jié)小車上砝碼的質量調節(jié)小車上砝碼的質量, ,多次重復多次重復, ,

10、直到打出的紙帶上點跡均勻直到打出的紙帶上點跡均勻C.C.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨葘㈤L木板的一端墊起適當?shù)母叨? ,去掉細線和沙桶去掉細線和沙桶, ,不連接紙帶不連接紙帶, ,輕推小車輕推小車, ,改改變木板墊起的高度變木板墊起的高度, ,多次重復多次重復, ,直到目測小車做勻速直線運動直到目測小車做勻速直線運動D.D.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨葘㈤L木板的一端墊起適當?shù)母叨? ,去掉細線和沙桶去掉細線和沙桶, ,讓小車帶著已經(jīng)穿過打點讓小車帶著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶計時器的紙帶, ,接通打點計時器的電源接通打點計時器的電源, ,輕推小車輕推小車, ,改變木板墊起的高度改變木板墊起的高度,

11、 ,多次重多次重復復, ,直到打出的紙帶上點跡均勻直到打出的紙帶上點跡均勻解析解析: :(1)(1)實驗中用沙和沙桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小實驗中用沙和沙桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小, ,實驗實驗前必須要平衡摩擦力前必須要平衡摩擦力, ,才能使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力才能使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力, ,分析分析可知可知D D選項正確選項正確. .答案答案: :(1)D (1)D (2)(2)在在(1)(1)最合理的方案下最合理的方案下, ,接通打點計時器的電源接通打點計時器的電源, ,讓小車在沙和沙桶的牽引讓小車在沙和沙桶的牽引下帶著已經(jīng)穿過打點計

12、時器的紙帶在木板上由靜止開始運動下帶著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶在木板上由靜止開始運動, ,圖圖( (乙乙) )是實驗中是實驗中得到的一條紙帶得到的一條紙帶,A,B,C,D,E,A,B,C,D,E為為5 5個相鄰的計數(shù)點個相鄰的計數(shù)點, ,相鄰的兩個計數(shù)點之間有四相鄰的兩個計數(shù)點之間有四個點未畫出個點未畫出. .量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為x xABAB=2.25 cm,x=2.25 cm,xBCBC=3.86 =3.86 cm,xcm,xCDCD= =5.45 cm,x5.45 cm,xDEDE=7.05 cm.=7.05 cm.已知打點計時器的工作頻率為已

13、知打點計時器的工作頻率為50 Hz,50 Hz,則小車的加速度則小車的加速度a=a=m/sm/s2 2.(.(結果保留三位有效數(shù)字結果保留三位有效數(shù)字)答案答案: :(2)1.60 (2)1.60 (3)(3)若某同學利用圖若某同學利用圖( (甲甲) )所示的裝置所示的裝置, ,在未通過在未通過(1)(1)中操作的情況下中操作的情況下, ,研究加速研究加速度度a a與拉力與拉力F F的關系時的關系時, ,得到圖得到圖( (丙丙) )所示圖像所示圖像. .已知圖線在橫軸的截距為已知圖線在橫軸的截距為F F0 0, ,在縱在縱軸的截距為軸的截距為-a-a0 0, ,重力加速度為重力加速度為g,g,

14、在運動過程中小車及車上砝碼受到的阻力與重在運動過程中小車及車上砝碼受到的阻力與重力之比為力之比為(M(M未知未知).). 題組訓練題組訓練1.(1.(20192019山東菏澤測試山東菏澤測試) )為了為了“探究加速度與力、質量的關系探究加速度與力、質量的關系”, ,現(xiàn)提供如圖現(xiàn)提供如圖( (甲甲) )所示實驗裝置所示實驗裝置. .請思考探究思路并回答下列問題請思考探究思路并回答下列問題: :答案答案: :(1)(1)小于小于M Mm m (1)(1)該同學在平衡摩擦力后進行實驗該同學在平衡摩擦力后進行實驗, ,實際小車在運動過程中所受的拉力實際小車在運動過程中所受的拉力( (選選填填“大于大于

15、”“”“小于小于”或或“等于等于”) )鉤碼的重力鉤碼的重力. .為了便于探究、減小誤差為了便于探究、減小誤差, ,應使小應使小車質量車質量M M與鉤碼的質量與鉤碼的質量m m滿足滿足的條件的條件.(2)(2)在在“探究加速度與力、質量關系探究加速度與力、質量關系”的實驗中的實驗中, ,得到一條打點的紙帶得到一條打點的紙帶, ,如圖如圖( (乙乙) )所示所示, ,已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T,T,且間距且間距x x1 1,x,x2 2,x,x3 3,x,x4 4,x,x5 5,x,x6 6已量出已量出, ,則計則計算小車加速度的表達式為算小車加速度的表達式為a=

16、a=. . 2.(2.(20192019浙江杭州測試浙江杭州測試) )某同學用如圖某同學用如圖( (甲甲) )所示的裝置來探究加速度與力、質所示的裝置來探究加速度與力、質量的關系量的關系. .(1)(1)下列說法正確的是下列說法正確的是. . A.A.平衡摩擦力時需要將木板有滑輪的一端稍墊高平衡摩擦力時需要將木板有滑輪的一端稍墊高B.B.平衡摩擦力時需要裝上紙帶平衡摩擦力時需要裝上紙帶, ,并懸掛好小桶并懸掛好小桶C.C.若改變小車質量若改變小車質量, ,因小車所受阻力發(fā)生變化因小車所受阻力發(fā)生變化, ,需重新平衡摩擦力需重新平衡摩擦力D.D.應調整滑輪應調整滑輪, ,保證小車在運動過程中細線

17、和木板平行保證小車在運動過程中細線和木板平行解析解析: :(1)(1)平衡摩擦力時需要將木板沒有滑輪的一端稍墊高平衡摩擦力時需要將木板沒有滑輪的一端稍墊高, ,故故A A錯誤錯誤; ;平衡摩平衡摩擦力時需要裝上紙帶擦力時需要裝上紙帶, ,但不要掛小桶但不要掛小桶, ,故故B B錯誤錯誤; ;平衡摩擦力后平衡摩擦力后, ,就有就有Mgsin Mgsin =Mgcos ,=Mgcos ,即得即得=tan ,=tan ,所以改變小車質量所以改變小車質量, ,不需要重新平衡摩擦力不需要重新平衡摩擦力, ,故故C C錯誤錯誤; ;為了讓小車所受的合力等于線細拉力為了讓小車所受的合力等于線細拉力, ,應保

18、證小車在運動過程中細線應保證小車在運動過程中細線和木板平行和木板平行, ,故故D D正確正確. .答案答案: :(1)D(1)D(2)(2)為改變小車所受的力的大小為改變小車所受的力的大小, ,可往小桶中添加可往小桶中添加( (乙乙) )圖中的圖中的.解析解析: :(2)(2)為改變小車所受的力的大小為改變小車所受的力的大小, ,可往小桶中加入已知質量的砝碼可往小桶中加入已知質量的砝碼, ,且且砝碼的質量不能太大砝碼的質量不能太大, ,故故B B正確正確. .答案答案: :(2)B(2)B(3)(3)如圖如圖( (丙丙) )為實驗中得到的一條紙帶為實驗中得到的一條紙帶,A,B,C,D,E,A,

19、B,C,D,E為為5 5個相鄰的計數(shù)點個相鄰的計數(shù)點, ,相鄰的相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出, ,量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為s sABAB= =4.22 cm,s4.22 cm,sBCBC=4.65 cm,s=4.65 cm,sCDCD=5.08 cm,s=5.08 cm,sDEDE=5.49 cm,=5.49 cm,已知打點計時器的工作頻率已知打點計時器的工作頻率為為50 Hz,50 Hz,則小車的加速度則小車的加速度a=a=m/sm/s2 2.(.(結果保留三位有效數(shù)字結果保留三位有效數(shù)字) ) 答案答案: :(

20、(3)0.4253)0.425 答案答案: :(4)CD(4)CD 解析解析: :(4)(4)根據(jù)圖像可知根據(jù)圖像可知, ,質量越大質量越大, ,加速度越小加速度越小, ,故故C,DC,D正確正確. .(4)(4)該同學改變小車質量多次實驗該同學改變小車質量多次實驗, ,做出小車的加速度做出小車的加速度a a和質量和質量M M的圖像如圖的圖像如圖( (丁丁),),根據(jù)圖線可知根據(jù)圖線可知a a與與M M的關系可能是的關系可能是. . A.aMA.aMB.aMB.aM2 2C.aMC.aM-1-1D.aMD.aM-2-2命題點二創(chuàng)新實驗命題點二創(chuàng)新實驗實驗裝置圖示實驗裝置圖示創(chuàng)新角度分析創(chuàng)新角度

21、分析(1)(1)實驗方案的創(chuàng)新實驗方案的創(chuàng)新: :將小車內的將小車內的n(n(依次取依次取n=1,2,3,n=1,2,3,4,5)4,5)個鉤碼掛在輕繩右端個鉤碼掛在輕繩右端. .系統(tǒng)總質量不變化系統(tǒng)總質量不變化, ,改變改變拉力拉力. .(2)(2)數(shù)據(jù)處理的改進數(shù)據(jù)處理的改進: :同時用傳感器記錄小車在時刻同時用傳感器記錄小車在時刻t t相對于其起始位置的位移相對于其起始位置的位移s,s,繪制繪制s-ts-t圖像圖像, ,經(jīng)數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應的處理后可得到相應的a-na-n圖像圖像. .(3)(3)設問角度的拓展設問角度的拓展: :利用利用a-na-n圖像求空小車的質量圖像求空小車

22、的質量. .(2016(2016全國全國卷卷,23),23)(1)(1)實驗器材的改進實驗器材的改進: :用位移傳感器與計算機相用位移傳感器與計算機相連連, ,直接得出小車的加速度直接得出小車的加速度. .(2)(2)數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新: :用鉤碼的質量用鉤碼的質量m m替代合力替代合力F,F,即用即用a-ma-m圖像代替圖像代替a-Fa-F圖像圖像. .(3)(3)設問角度的拓展設問角度的拓展: :利用實驗數(shù)據(jù)點的分布特利用實驗數(shù)據(jù)點的分布特征確定征確定a-ma-m圖像的形狀圖像的形狀. .(2014(2014全國全國卷卷,22),22)(1)(1)實驗器材的改進實驗器材的改進:

23、:用光電門代替打點計時器用光電門代替打點計時器. .(2)(2)數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新: :遮光片結合光電門測得小車遮光片結合光電門測得小車的初速度和末速度的初速度和末速度, ,由運動學公式求出加速度由運動學公式求出加速度. .(3)(3)設問角度的拓展設問角度的拓展: :求滑塊與木板間的動擦因數(shù)求滑塊與木板間的動擦因數(shù),對實驗的誤差進行分析對實驗的誤差進行分析. .(1)(1)實驗方案的創(chuàng)新實驗方案的創(chuàng)新: :測出沙袋測出沙袋m m1 1從靜止下降的距從靜止下降的距離離h h和時間和時間t,t,求出加速度求出加速度a;a;使左邊沙袋的質量增加使左邊沙袋的質量增加m,m,右邊沙袋的質量增

24、加右邊沙袋的質量增加m-m(mm-m(m為定值為定值),),改變改變m,m,測量相應的加速度測量相應的加速度a,a,作出作出a a與與mm的相關圖線的相關圖線. .(2)(2)數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新: :由勻加速下降由勻加速下降h h和時間和時間t t求出求出加速度加速度a;a;由由a a與與mm的相關圖線的斜率、截距求出的相關圖線的斜率、截距求出沙袋的質量沙袋的質量. .(3)(3)設問角度的拓展設問角度的拓展: :測量兩個質量不等的沙袋的測量兩個質量不等的沙袋的質量質量. .(2018(2018福建泉州一模福建泉州一模) )(2019(2019湖南長郡中學測試湖南長郡中學測試) )【

25、典例【典例3 3】 ( (20162016全國全國卷卷,23,23) )某物理課外小組利用圖某物理課外小組利用圖( (甲甲) )中的裝置探究物體中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關系加速度與其所受合外力之間的關系. .圖中圖中, ,置于實驗臺上的長木板水平放置置于實驗臺上的長木板水平放置, ,其右其右端固定一輕滑輪端固定一輕滑輪; ;輕繩跨過滑輪輕繩跨過滑輪, ,一端與放在木板上的小滑車相連一端與放在木板上的小滑車相連, ,另一端可懸掛另一端可懸掛鉤碼鉤碼. .本實驗中可用的鉤碼共有本實驗中可用的鉤碼共有N=5N=5個個, ,每個質量均為每個質量均為0.010 kg.0.010 kg.

26、實驗步驟如下實驗步驟如下: :(1)(1)將將5 5個鉤碼全部放入小車中個鉤碼全部放入小車中, ,在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊, ,使小使小車車( (和鉤碼和鉤碼) )可以在木板上勻速下滑可以在木板上勻速下滑. .(2)(2)將將n(n(依次取依次取n=1,2,3,4,5)n=1,2,3,4,5)個鉤碼掛在輕繩右端個鉤碼掛在輕繩右端, ,其余其余N-nN-n個鉤碼仍留在小個鉤碼仍留在小車內車內; ;用手按住小車并使輕繩與木板平行用手按住小車并使輕繩與木板平行. .釋放小車釋放小車, ,同時用傳感器記錄小車同時用傳感器記錄小車在時刻在時刻t t相對于其起始

27、位置的位移相對于其起始位置的位移s,s,繪制繪制s-ts-t圖像圖像, ,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應的加速度的加速度a.a.(3)(3)對應于不同的對應于不同的n n的的a a值見下表值見下表.n=2.n=2時的時的s-ts-t圖像如圖圖像如圖( (乙乙) )所示所示, ,由圖由圖( (乙乙) )求出求出此時小車的加速度此時小車的加速度( (保留保留2 2位有效數(shù)字位有效數(shù)字),),將結果填入下表將結果填入下表. .n n1 12 23 34 45 5a/(msa/(ms-2-2) )0.200.200.580.580.780.781.001.00答案答案: :(3)0.39

28、(3)0.39 (4)(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖利用表中的數(shù)據(jù)在圖( (丙丙) )中補齊數(shù)據(jù)點中補齊數(shù)據(jù)點, ,并作出并作出a-na-n圖像圖像. .從圖像可以看出從圖像可以看出: :當物體質量一定時當物體質量一定時, ,物體的加速度與其所受的合外力成正比物體的加速度與其所受的合外力成正比. .解析解析: :(4)(4)在題圖在題圖( (丙丙) )中描出數(shù)據(jù)點中描出數(shù)據(jù)點(2,0.39),(3,0.58)(5,1.00)(2,0.39),(3,0.58)(5,1.00)并過各數(shù)據(jù)點并過各數(shù)據(jù)點作出作出a-na-n圖像圖像, ,如圖所示如圖所示. .答案答案: :(4)a-n(4)a-n圖像見解析

29、圖像見解析 (5)(5)利用利用a a- -n n圖像求得小車圖像求得小車( (空載空載) )的質量為的質量為 kgkg ( (保留保留2 2位有效數(shù)位有效數(shù)字字, ,重力加速度取重力加速度取g=9.8 mg=9.8 ms s-2-2).).(6)(6)若以若以“保持木板水平保持木板水平”來代替步驟來代替步驟(1),(1),下列說法正確的是下列說法正確的是( (填入填入正確選項前的標號正確選項前的標號).).A.a-nA.a-n圖線不再是直線圖線不再是直線B.a-nB.a-n圖線仍是直線圖線仍是直線, ,但該直線不過原點但該直線不過原點C.a-nC.a-n圖線仍是直線圖線仍是直線, ,但該直線

30、的斜率變大但該直線的斜率變大【典例【典例4 4】 ( (20142014全國全國卷卷,22,22) )某同學利用圖某同學利用圖(a)(a)所示實驗裝置及數(shù)字化信息所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度系統(tǒng)獲得了小車加速度a a與鉤碼的質量與鉤碼的質量m m的對應關系圖的對應關系圖, ,如圖如圖(b)(b)所示所示, ,實驗中小實驗中小車車( (含發(fā)射器含發(fā)射器) )的質量為的質量為200 g,200 g,實驗時選擇了不可伸長的輕質細繩和輕定滑輪實驗時選擇了不可伸長的輕質細繩和輕定滑輪, ,小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到, ,回

31、答下列問題回答下列問題: :(1)(1)根據(jù)該同學的結果根據(jù)該同學的結果, ,小車的加速度與鉤碼的質量成小車的加速度與鉤碼的質量成 ( (填填“線性線性”或或“非線性非線性”) )關系關系.(2)(2)由圖由圖(b)(b)可知可知,a-m,a-m圖線不經(jīng)過原點圖線不經(jīng)過原點, ,可能的原因是可能的原因是 . .解析解析: :(1)(1)根據(jù)圖中描出的各點根據(jù)圖中描出的各點, ,作出的圖像不是一條直線作出的圖像不是一條直線.(2).(2)圖像不過原點圖像不過原點, ,有拉力但沒有加速度有拉力但沒有加速度, ,原因是摩擦力的影響原因是摩擦力的影響. .答案答案: :(1)(1)非線性非線性(2)(

32、2)實驗之前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠實驗之前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠(3)(3)若利用本實驗裝置來驗證若利用本實驗裝置來驗證“在小車質量不變的情況下在小車質量不變的情況下, ,小車的加速度與作用小車的加速度與作用力成正比力成正比”的結論的結論, ,并直接以鉤碼所受重力并直接以鉤碼所受重力mgmg作為小車受到的合外力作為小車受到的合外力, ,則實驗中則實驗中應采取的改進措施是應采取的改進措施是 , ,鉤碼的質量應滿足的條件是鉤碼的質量應滿足的條件是.解析解析: :(3)(3)完全平衡摩擦力之后完全平衡摩擦力之后, ,在滿足鉤碼質量遠小于小車質量的條件下在滿足鉤碼質量遠小于小車質量的條

33、件下, ,可可以得出小車質量不變情況下加速度與作用力成正比的結論以得出小車質量不變情況下加速度與作用力成正比的結論. .答案答案: :(3)(3)實驗之前做好平衡摩擦力工作遠小于小車質量實驗之前做好平衡摩擦力工作遠小于小車質量題組訓練題組訓練1.(1.(20182018福建泉州一模福建泉州一模) )某興趣小組用如圖所示的裝置測量滑塊與木板之間的動某興趣小組用如圖所示的裝置測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)摩擦因數(shù),在一端帶有定滑輪的水平長木板上固定在一端帶有定滑輪的水平長木板上固定A,BA,B兩個光電門兩個光電門, ,裝有遮光片裝有遮光片的滑塊用跨過定滑輪的水平細繩與托盤相連的滑塊用跨過定滑輪的水平細繩與托盤相連. .實驗時實驗時, ,測出托盤和盤中砝碼的總測出托盤和盤中砝碼的總質量為質量為m,m,滑塊的質量為滑塊的質量為M,M,兩光電門之間的距離為兩光電門之間的距離為s,s