xx届高考物理第一轮导学案复习-牛顿运动定律

1 / 7 XX 届高考物理第一轮导学案复习 :牛顿运动定律 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 XX届高三物理一轮复习导学案 三、牛顿运动定律（ 4） 【课题】实验：探究物体的加速度 a 与所受合外力 F、物体质量之间的关系。 【导学目标】 1通过实验研究加速度与力、加速度与质量的关系。 2掌握实验数据处理的方法，能根据图像写出加速度与力、质量的关系式。 【实验原理】 1如图所示装置，保持小车质量 m 不变，改变小桶内砂的质量 m，从而改变细线对小车的牵引力 F(当 mm时，F=mg近似成立 )，测出小车的对应加速度 a，由多组 a、 F 数据作出加速度和力的关系 a-F 图线，探究加速度与外力的关系。 2保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码，改变小车的质量 m，测出小车的对应加速度 a，由多组 a、 m 数据作出加速度和质量倒数的关系 a-m-1 图线，探究加速度与质量的关系。 2 / 7 【实验器材】 小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫块，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，托盘天平及砝码，米尺。 【实验步骤】 1用调整好的天平测出小车和小桶的质量 m 和 m，把数据记录下来。 2按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。 3平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块，反复移动垫块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态（可以从纸带上打的点是否均匀来判断）。 4在小车上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把砝码和砂的质量 m和 m记录下来。把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。 5保持小车的质量不变，改变砂的质 量（要用天平称量），按步骤 4 再做 5 次实验。 6算出每条纸带对应的加速度的值。 7用纵坐标表示加速度 a，横坐标表示作用力 F，即砂和桶的总重力 (m+m)g，根据实验结果在坐标平面上描出相应的3 / 7 点，作图线。探究加速度与外力的关系 8保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度，用纵坐标表示加速度 a，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数 1/（ m+m ），在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作图线。探究加速度与质量的关系。 【典型剖析】 例 1（江苏省南京 市 XX 届高三质量检测）某同学设计了一个探究加速度 a 与物体所受合力 F 及质量 m 关系的实验，图（ a）为实验装置简图。（交流电的频率为 50Hz） （ 1）图（ b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2。（保留二位有效数字） （ 2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量 m，分别得到小车加速度 a 与质量 m 及对应的 1/m，数据如下表： 实验次数 12345678 小车加速度 a/ms 小车质量 m/ 请在方格坐标纸中画出图线，并从图线求出小车加速度 a 与质量倒数 1/m 之间的关系式是。 4 / 7 （ 3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度 a 随合力 F 的变化图线如图（ c）所示。该图线不通过原点，其主要原因是 。 例 2某活动小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关系。实验室提供如下器材： A表面光滑的长木板（长度 L）； B小车； c质量为 m 的钩码若干个； D方木块（备用于垫木板）； E米尺； F秒表。 （ 1）实验过程： 第一步，在保持斜面倾角不变时，探究加速度与质量的关系。 实验中，通过向小车放入 钩码来改变物体质量，只要测出小车 由 斜 面 顶 端 滑 至 底 端 用 时 t ， 就 可 以 由 公 式a=_求出 a，某同学记录了数据如下表所示： 根据以上信息，我们发现，在误差范围内质量改变之后平均下滑用时 _（填 “ 改变 ” 或 “ 不改变 ” ），经过分析你得出加速度和质量的关系为 _。 第二步，在物体质量不变时，探究加速度与倾角的关系。实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板倾角，由于没有量角器，我们可以测量出木板顶端到水平面高度 h，则倾角5 / 7 的正弦值 sin=h/L 。某同学记录下高度 h 和加速度 a 如下表： L(m) h(m) sin=h/ a(m/s2) 请先在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图，然后根据你所作的图线求出当地的重力加速度 g=_。进一步分析可知，光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为_。 （ 2 ） 该 探 究 小 组 所 采 用 的 探 究 方 法 是_。 例 3（镇江市 XX 届期初教学情况调查）某同学在 “ 探究当外力一定时，加速 度和质量的关系 ” 的实验时得到下表中的实验数据， (l）这位同学决定使用 a 一 1/m图象来处理这些数据，而不用 a 一 m 图象来处理这些数据的原因是 。 (2）请作出 a 一 1/m图象，根据作出的图象，可以得到的结论是 。 【训练设计】 6 / 7 1、像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图所示， a、 b 分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从 a、 b 间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图所示装置测量滑块和长 lm左右的木块间的动摩擦因数，图中 mN 是水平桌面， Q 是木板与桌面的接触点， 1 和 2 是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出。此外在木板顶端的 P 点还悬挂着一个铅锤，让滑块从木板的顶端滑下，光电门 l、 2 各自连接的计时器显示的挡光时间分别为 10 -2s和 10 -2s。用游标卡尺测量小滑块的宽度 d，卡尺示数如图所示。 （ 1）读出滑块的宽度 d cm。 （ 2）滑块通过光电门 1 的速度： v1=m/s，滑块通过光电门2 的速度： v2=m/s （ 3）若仅提供一把米尺，已知当地的重力加速度为 g，为完成测量，除了研究 v1、 v2和两个光电门之间的距 离 L 外，还需测量的物理量是（说明各量的物理意义，同时指明代表物理量的字母） （ 4）用（ 3）中各量求解动摩擦因数的表达式 = （用字母表示）。 2、（徐州市 XX 届摸底考试）现要验证 “ 当合外力一定7 / 7 时，物体运动的加速度与其质量成反比 ” 这一物理规律。给定的器材如下： 一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺、天平、砝码、钩码若干。 实验步骤如下（不考虑摩擦力的影响），在空格中填入适当的公式或文字 （ 1）用天平测出小车的质量 m （ 2）让小车自斜面上方一固定点 A1从静止开始下滑到斜面底 端 A2，记下所用时间 t。 （ 3）用米尺测量 A1与 A2之间的距离 s。则小车的加速度 a。 （ 4）用米尺测量 A1 相对于 A2 的高度 h。则小车所受的合外力 F。 （ 5）在小车中加钩码，用天平测出此时小车与钩码的总质量 m，同时改变 h，使