高一物理必1第15期

高一物理必修1第15期目標(biāo)要求1.理解物體運動狀態(tài)的變化快慢,即加速度大小與力有關(guān),也與質(zhì)量有關(guān).2.會通過實驗探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系.3.理解實驗設(shè)計和探究過程中所涉及的物理思想及方法.能夠針對實驗結(jié)果進(jìn)行誤差分析.重點、難點理解并掌握實驗設(shè)計和探究過程中所涉及的物理思想及方法,能正確探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系,并對實驗結(jié)果進(jìn)行誤差分析.一、影響加速度大小的因素1.物體加速度的大小,不僅與物體有關(guān),還與物體的有關(guān).2.經(jīng)驗事實告訴我們:物體的質(zhì)量一定時,受力越大,它獲得的加速度的質(zhì)量越小,加速度就;物體受力一定時,它.二、“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗的基本思路1.加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系共涉及三個物理量,要同時確定它們之間的關(guān)系很困難.物理學(xué)上采用

法來確定它們之間的關(guān)系,即先保持一個量不變,再測量另外兩個物理量之間的關(guān)系.2.“探究加速度與力的關(guān)系”實驗的基本思路是:.3.“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”實驗的基本思路是:.三、數(shù)據(jù)分析本實驗主要采用圖象法處理實驗數(shù)據(jù).在探究加速度與力的數(shù)量關(guān)系時,我們以

為縱軸,為橫軸建立坐標(biāo)系,在坐標(biāo)系中描點、用平滑的曲線連接這些點,作出

圖象.若圖線是一條過原點的直線,則說明加速度與力是

關(guān)系;在探究加速度與質(zhì)量的數(shù)量關(guān)系時,我們以

為縱軸,

為橫軸建立坐標(biāo)系,在坐標(biāo)系中描點、用平滑的曲線連接這些點,作出圖象.若圖線是一條過原點的直線,則說明加速度與質(zhì)量是

關(guān)系.一、如何測量物體的加速度圖1【方法一】某同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系.彈簧秤固定在一合適的木板上,桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆代替定滑輪,細(xì)繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接,在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ,

并測出間距d.開始時將木板置于MN處,現(xiàn)向瓶中加水,然后釋放木板,使木板做勻加速直線運動,并用秒表記下木板運動到PQ處的時間t,則木板的加速度a=

.(用題給字母表示).圖2【方法二】如圖2所示,某實驗小組利用斜面、小車、砝碼、打點計時器等器材來探究“加速度與力、質(zhì)量”的關(guān)系.正確操作實驗后,該同學(xué)獲得了如圖3所示的一條紙帶,相鄰計數(shù)點的時間間隔為T,且間距x1,x2,x3,…,x6均已測量.根據(jù)紙帶,利用逐差法可得加速度a=.(用題給字母表示)圖3圖4【方法三】如圖4所示,在物體上安裝一個寬度為d的擋光片,讓物體做勻加速直線運動,利用數(shù)字計時器分別記錄擋光片經(jīng)過光電門G1、G2所用的時間分別為t1、t2,若兩光電門之間的距離為x,則物體的加速度a=

.(用題給字母表示)二、驗證牛頓第二定律【案例探究1】(2012年高考·安徽理綜卷)圖5為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖.砂和砂桶的總質(zhì)量為m,小車和砝圖5碼的總質(zhì)量為M.實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)Φ拇笮?(1)實驗中,為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力,先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度,使細(xì)線與長木板平行,接下來還需進(jìn)行的一項操作是.A.將長木板水平放置,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,給打點計時器通電,調(diào)節(jié)m的大小,使小車在砂和砂桶的牽引下運動,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動.B.將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,撤去砂和砂桶,給打點計時器通電,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動.C.將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?撤去紙帶以及砂和砂桶,輕推小車,觀察判斷小車是否做勻速運動.(2)實驗中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取,以下最合理的一組是

.A.M=200

g,m=10

g、15

g、20

g、25

g、30

g、40

gB.M=200

g,m=20

g、40

g、60

g、80

g、100

g、120

gC.M=400

g,m=10

g、15

g、20

g、25

g、30

g、40

gD.M=400

g,m=20

g、40

g、60

g、80

g、100

g、120

g(3)圖6是實驗中得到的一條紙帶,A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點,相鄰的兩個計數(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:sAB=4.22

cm,sBC=4.65

cm,sCD=5.08cm,sDE=5.49

cm,sEF=5.91

cm,sFG=6.34

cm.已知打點計時器的工作頻率為50

Hz,則小車的加速度a=m/s2.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字).圖6解析

(1)在圖5所示的實驗裝置中,要使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力,必須平衡摩擦阻力,其具體方法是:將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,撤去砂和砂桶,給打點計時器通電,輕推小車,若打點計時器在紙帶上打下一系列間隔均勻的點,則說明小車做勻速運動,摩擦阻力被小車的重力沿斜面向下的分力平衡了.選項B正確.(2)實驗中,要用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)Φ拇笮?除了要平衡摩擦力之外,還要滿足條件:m?M.由此可知,選項C最合理.(3)利用逐差法計算小車的加速度,即a=,其中t=s=0.10

s,解得:a=0.42

m/s2.三、實驗誤差分析【案例探究2】在利用如圖5所示的實驗裝置來做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”這一實驗時,甲、乙丙三位同學(xué)通過測量、數(shù)據(jù)處理,分別獲得了如圖7甲、乙、丙所示的a-F圖象和a-圖象.試分析:圖7(1)甲圖所示的a-F圖象和a-圖象中,圖線與縱軸有截距的原因.(2)乙圖所示的a-F圖象和a-圖象中,圖線與橫軸有截距的原因.(3)丙圖所示的a-F圖象和a-圖象中,圖線發(fā)生彎曲的原因.解析(1)a-F圖象中,圖線與縱軸有截距,表明當(dāng)拉力為零時,小車仍有加速度,造成這一結(jié)果的原因是平衡摩擦阻力時,長木板的一端墊起得太高;a-圖象中,圖線與縱軸有截距,表明在=0,即小車的質(zhì)量無窮大時,小車仍有加速度,造成這一結(jié)果的原因也是平衡摩擦阻力時,長木板的一端墊起得太高.(2)a-F圖象中,圖線與橫軸有截距,表明當(dāng)拉力不為零且小于某一值時,小車沒有加速度,造成這一結(jié)果的原因是平衡摩擦阻力時,長木板的一端墊起得太低;a-圖象中,圖線與橫軸有截距,表明當(dāng)小車受到一定的拉力F時,≠0,即小車的質(zhì)量沒有達(dá)到無窮大的情況下,小車加速度為零,造成這一結(jié)果的原因也是平衡摩擦阻力時,長木板的一端墊起得太低.(3)本實驗為了使實驗中的運算簡化,在實驗原理上進(jìn)行了近似處理,即保證m?M時,細(xì)繩對小車的拉力F近似等于砂和砂桶的總重力mg.但是,在實驗過程中,若不斷增加砂的質(zhì)量,則砂和砂桶的總質(zhì)量越來越接近小車的質(zhì)量M,當(dāng)無法滿足m?M這一條件時,就造成了圖丙的a-F圖象所示的實驗結(jié)果.同理,在a-圖象中,當(dāng)增大到一定程度,即小車的質(zhì)量減小到一定值時,也無法滿足m?M這一條件時,就造成了圖丙的a-圖象所示的實驗結(jié)果.一、單項選擇題1.關(guān)于運動狀態(tài)的改變,下列說法正確的是()A.運動狀態(tài)的改變僅指速度大小的改變

B.運動狀態(tài)的改變僅指速度方向的改變

C.要改變物體的運動狀態(tài),必須有力的作用D.物體運動狀態(tài)的改變與物體的初始狀態(tài)有關(guān)2.物體A的質(zhì)量為10

kg,速度大小為20

m/s;物體B的質(zhì)量為20

kg,速度大小為10

m/s.下列說法正確的是()A.A的慣性大,因為A的速度大B.A的慣性大,因為A的質(zhì)量小

C.B的慣性小,因為B的速度小D.B的慣性大,因為B的質(zhì)量大3.關(guān)于牛頓第一定律,下列說法錯誤的是()A.牛頓第一定律揭示了物體所具有的一個重要屬性——慣性B.牛頓第一定律告訴我們:力是改變物體運動狀態(tài)的原因,而不是維持物體運動的原因C.牛頓第一定律揭示了力和運動的關(guān)系,即物體不受外力作用時,保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài)D.牛頓第一定律是牛頓通過斜面實驗直接總結(jié)出來的4.所謂“理想實驗”,又叫做“假想實驗”、“抽象的實驗”或“思想上的實驗”,它是科學(xué)研究中的一種重要方法,它把可靠事實和理論思維結(jié)合起來,可以深刻地揭示自然規(guī)律.以下實驗中屬于理想實驗的是(

)探究求合力的方法伽利略的斜面實驗C.用打點計時器測量瞬時速度D.利用打點計時器研究自由落體圖15.如圖1所示,在水平桌面上質(zhì)量為0.5

kg的物體,受到一水平向右、大小為1.5

N的拉力F,同時受到桌面對它的大小為0.5

N的摩擦力,則物體的加速度大小為(

)A.4.0

m/s2B.3.0

m/s2C.2.0

m/s2D.1.0

m/s2圖26.圖2是根據(jù)“探究加速度與力的關(guān)系”的實驗數(shù)據(jù)描繪的a-F圖象.下列說法正確的是(

)A.三條傾斜直線所對應(yīng)的小車質(zhì)量不同B.三條傾斜直線所對應(yīng)的小車質(zhì)量相同

C.直線A所對應(yīng)的小車的質(zhì)量最大D.直線C所對應(yīng)的小車的質(zhì)量最小二、非選擇題圖37.如圖3所示,在水平平直公路上勻速行駛的小車的車頂上,用繩子懸掛著一個小球.(1)若燒斷繩子,小球可能落至小車

(填“后方的A點”、“正下方的B點”或“前方的C點”).(填(2)若小車速度突然減小,小球?qū)⑵?/p>

“前”或“后”)方.(3)若小車速度突然增大,小球?qū)⑵?填“前”或“后”)方.8.圖4為某同學(xué)用來“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置,圖中電火花計時器使用的交流電源的頻率為50

Hz.圖4(1)實驗中,該同學(xué)獲得的一條最理想的紙帶如圖

5所示,則根據(jù)紙帶上的信息可求出小車的加速度大小為

m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字).圖5(2)保持砂和砂桶質(zhì)量不變,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(yīng)的,數(shù)據(jù)如下

表所示:實驗次數(shù)12345678加速度a/(m·s-2)1.901.721.491.251.000.750.500.30質(zhì)量M/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67-1/kg4.003.453.032.502.001.411.000.60請在圖6所示的坐標(biāo)紙中畫出a-

圖線,并由圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)之間的關(guān)系式是

.圖6一、單項選擇題1.下面哪些因素影響物體運動狀態(tài)改變的難易程度(

)A.物體的質(zhì)量和體積B.物體的速度和質(zhì)量物體的體積和物體所受到的合外力物體的質(zhì)量和物體受到的合外力2.關(guān)于物體的慣性,下列說法正確的是()A.質(zhì)量相同的兩個物體,在阻力相同的情況下,速度大的不易停下來,所以速度大的物體慣性大B.推動地面上靜止的物體比保持這個物體勻速運動時所需的力大,所以靜止的物體慣性大C.在月球上舉重比在地球上容易,所以同一物體在月球上比在地球上慣性小D.物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān),與其他因素?zé)o關(guān)3.關(guān)于力和運動的關(guān)系,下列說法正確的是()A.物體如果沒有受到外力作用,可能處于運動狀態(tài)必須有力作用在物體上,物體才能運動物體如果沒有受到外力作用,一定處于靜止?fàn)顟B(tài)D.在水平面上運動的物體會慢慢停下來,是因為物體具有慣性的原因4.通過“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗,我們知道加速度a與力F成正比,與質(zhì)量m成反比,即a∝F,a∝.現(xiàn)有一質(zhì)量為m的物體在光滑的水平面上受水平恒力F的作用而由靜止開始運動,在時間t內(nèi)運動的位移為x,若要使物體運動的位移變?yōu)?x,則下列方法不可行的是(

)將水平恒力增大到4F將物體的質(zhì)量減小為原來的C.將作用時間增加為原來的4倍D.將作用時間增加為原來的2倍5.某