2012屆高考物理第一輪能力提升復(fù)習(xí)：實驗-加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系

1、20122012 屆高考物理第一輪能力提升復(fù)習(xí)： 實驗: :加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系 第四課時實驗 : :加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系【實驗要求】 1 1通過實驗研究加速度與力、加速度與質(zhì)量的關(guān)系。 2 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?！緦嶒炘怼? 1如圖所示裝置，保持小車質(zhì)量 M M 不變，改變小桶內(nèi)砂的質(zhì)量 m m， 從而改變細線對小車的牽引力 F F（當 m2m2.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 M ,測出小車的對應(yīng)加速度 a a,由多 組 a a、M M 數(shù)據(jù)作出加速度和質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系 a-M-1a-M-1 圖線，探究加速度

2、與 質(zhì)量的關(guān)系?！緦嶒炂鞑摹?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(dǎo)線兩根,紙帶,托盤天平及砝碼,米尺。【實驗步驟】1.1. 用調(diào)整好的天平測出小車和小桶的質(zhì)量 M M 和 m m ,把數(shù)據(jù)記錄下來。2.2. 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。3.3. 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(fù)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 4在小車上加放砝碼，小桶里放入適量的砂，把砝碼和砂的質(zhì)量MM和 mm 記錄下來。把細

3、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 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 4 再做 5 5 次實驗。6 6算出每條紙帶對應(yīng)的加速度的值。7.7.用縱坐標表示加速度 a a,橫坐標表示作用力 F F,即砂和桶的總重力 （m+mm+m）g g，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標平面上描出相應(yīng)的點，作圖線。探究加 速度與外力的關(guān)系8.8. 保持砂和小桶的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，重復(fù)上面的實驗， 并做好記錄，求出相應(yīng)的加速度，用縱坐標表示加速度 a a,橫坐標表示 小車和車內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù) 1/1/（

4、 M+MM+M），在坐標平面上根據(jù)實驗結(jié) 果描出相應(yīng)的點并作圖線。探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。知識點一實驗注意事項 1 1.砂和小桶的總質(zhì)量不要超過小車和砝碼的總質(zhì)量的1/101/10,為什么？2 2 .在平衡摩擦力時,不要懸掛小桶,但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源。 用手給小車一個初速度,如果在紙帶上打出的點的間隔是均勻的,表 明小車受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。3 3.作圖時應(yīng)該使所作的直線通過盡可能多的點,不在直線上的點也要 盡可能對稱地分布在直線的兩側(cè)，但如遇個別特別偏離的點可舍去?！纠?1 1】（廣東惠州市 0707 屆高三第二次調(diào)研考試） 在探究加速度與物體 所受合外力和質(zhì)量間的

5、關(guān)系時，采用如圖所示的實驗裝置，小車及車 中的砝碼質(zhì)量用 M M 表示，盤及盤中的砝碼質(zhì)量用 m m 表示， 小車的加速 度可由小車后拖動的紙帶由打點計數(shù)器打上的點計算出：（1 1）當 M M 與 m m 的大小關(guān)系滿足時，才可以認為繩子對小車的拉力大 小等于盤和砝碼的重力。（2 2）一組同學(xué)在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，以下做法錯誤的是（）A.A. 平衡摩擦力時，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上B.B. 每次改變小車質(zhì)量時，不需重新平衡摩擦力C.C. 實驗時，先放開小車，再接通打點計時器電源D.D.小車運動的加速度可用天平測出 m m 以及小車質(zhì)量 M M ,直接用公式 a a=m

6、 mg/ /M求出。（3 3）在保持小車及車中的砝碼質(zhì)量質(zhì)量 M M 一定，探究加速度與所受合 外力的關(guān)系時， 由于平衡摩擦力時操作不當， 二位同學(xué)得到的 a aF關(guān) 系分別如下圖C、D所示（a a 是小車的加速度，F(xiàn)是細線作用于小車的 拉力）。其原因分別是：C圖：D圖：導(dǎo)示：（1 1）m（3 3）C圖：平衡摩擦力時，長木板的傾角過大了；D圖：沒有平衡摩擦力或木板的傾角過小。知識點二誤差分析及數(shù)據(jù)處理【例 2 2】在探究加速度與物體質(zhì)量、 物體受力的關(guān)系實驗中， 實驗裝置 如圖乙所示：一木塊放在水平光滑長木板上，左側(cè)拴有一不可伸長的細軟線，跨過固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連，重物的質(zhì)量為m.

7、m.木塊右側(cè)與穿過打點計時器的紙帶相連，在重物牽引下，木塊在木板上向左做勻加 速運動。圖甲給出了打點計時器在紙帶上打出的一些連續(xù)的點，它們之間的距離分別為 S1S1、S2S2、S3S3 S4S4 S5S5 S6,S6,打點計時器所用交流電 周期為 T T。根據(jù)給以上數(shù)據(jù)求：（1 1） 木塊的加速度 a=.a=.（ 2 2）細線對木塊的拉力 T=.T=.（3 3）為了減少誤差，你認為應(yīng)采取什么措施？。導(dǎo)示：（1 1 ）（2 2）（3 3）木塊的質(zhì)量應(yīng)遠大于重物的質(zhì)量，實驗前將木板右端稍墊高，直 至木塊在細線未掛上重物時能沿木板勻速下滑?！纠?3 3】（20072007 年物理海南卷 1414）現(xiàn)

8、要驗證 “當質(zhì)量一定時，物體運 動的加速度與它所受的合外力成正比 ”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。(1)填入適當?shù)墓交蛭淖?，完善以下實驗步驟(不考慮摩擦力的影響)：1小車自斜面上方一固定點A1 1 從靜止開始下滑至斜面底端A2 2,記下 所用的時間2用米尺測量A1 1 與A2 2 之間的距離 S,S,則小車的加速度 _ 。3用米尺A1 1 相對于A2 2 的高 h h。設(shè)小車所受重力為 mgmg,則小車所受的合外力卩=_ 。4改變 _,重復(fù)上述測量。5以 h h 為橫坐標， 為縱坐標， 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作圖。 如能得到一條過原 點的直線

9、,則可以驗證 “當質(zhì)量一定時,物體運動的加速度與它所受的 合外力成正比 ”這一規(guī)律。(2)在探究如何消除上述實驗中摩擦阻力影響的過程中，某同學(xué)設(shè)計的方案是：1調(diào)節(jié)斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑。測量此時A1 1 點相對于斜面底端A2 2 的高度 hoho。2進行( 1 1 )中的各項測量。3計算與作圖時用(h h hoho)代替 h h。對此方案有以下幾種評論意見：A. .方案正確可行B. .方案的理論依據(jù)正確，但利用所給的器材無法確定小車在斜面上是 否做勻速運動。C. .方案的理論依據(jù)有問題，小車所受摩擦力與斜面傾角有關(guān)。其中合理的意見是 _。導(dǎo)示：(1) 斜面傾角(或填 h h 的數(shù)值)

10、(2)C。知識點三實驗的拓展與延伸【例 4 4】( 0808揚州三校聯(lián)考)一打點計時器固定在斜面上某處，一小車 拖著穿過打點計時器的紙帶從斜面上滑下，如圖所示打出的紙帶的 一段如圖所示(1) 已知打點計時器使用的交流電頻率為 50HZ50HZ 利用紙帶圖給出的數(shù) 據(jù)可求出小車下滑的加速度 a=a=(2) 為了求出小車在下滑過程中所受的阻力，還需測量的物理量有。 用測得的量及加速度 a a 表示阻力的計算式為 f=f=導(dǎo)示：(1 1) a=4.0m/s2a=4.0m/s2。(2 2)斜面傾角(或斜面的長和對應(yīng)的高) ；f=mgsinf=mgsin -ma-ma。1 1 、在本實驗中，關(guān)于器材的選

11、擇和安放，下列說法中正確的是( )A A、可以用砂桶代替鉤碼拉動小車運動B B、必須將長木板水平放置在桌面上C C、打點計時器所用電源電壓只要在 4V-6V4V-6V 間就可以。因此，如果無學(xué) 生電源，可用 4 4 節(jié)干電池代替D D、所掛鉤碼重力應(yīng)大于小車的重力2 2、在 “探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 ”的實驗時：(1) 我們已經(jīng)知道，物體的加速度(a)a)同時跟合外力(F F)和質(zhì)量(m m)兩個因素有關(guān)。要研究這三個物理量之間的定量關(guān)系的基本思路是(2) 小薇同學(xué)的實驗方案如圖所示，為了用細線的拉力表示小車受到的合外力，還應(yīng)該采取的措施是。在 滿足的條件下，可以通過測量來表示小車受到的合外力；(3) 小薇同學(xué)采用上述實驗方案，并利用公式計算加速度，則在實驗 操作中應(yīng)采取的措施是： ；為了使誤差盡量小，你認為運用公式計算小 車加速度更合理；(4) 針對小薇同學(xué)的實驗設(shè)計、實驗操作、數(shù)據(jù)采集與處理，就其中 的某一點，提出你有別于小薇同學(xué)設(shè)計或處理方法： 。答案：1 1、A A2 2、( 1 1)先保持 m m 不變，研究 a a 與 F F 的關(guān)系，再保持 F F 不變，研究