江苏省常州市西夏墅中学高三物理“牛顿运动定律”第6课时 探究加速度与力、质量的关系实验复习学案.doc

江苏省常州市西夏墅中学高三物理“牛顿运动定律”第6课时 探究加速度与力、质量的关系实验复习学案*基础知识梳理一、实验目的：探究加速度与力、质量的关系mm打点计时器纸带二、实验原理：探究加速度a与力f、质量m的关系时，应用的基本方法是_三、实验器材：小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫块，_，低压_电源，导线两根，纸带，_，_。四、实验步骤：1用调整好的_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_：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_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_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点，作图线。若图线为_，就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。8保持_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，在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作图线，若图线为_，就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比。*典型问题分析例1、在做验证牛顿第二定律的实验时，某学生将实验装置按如图安装，准备接通电源后开始做实验，但他的装置图中有两个明显的错误：（1）_(2)_例2、在做“验证牛顿运动定律”实验时，按实验要求安装好器材后，应按一定的步骤进行实验，下列给出供选择的操作步骤：a保持小桶和砂的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次b保持小车质量不变，改变小桶里砂子的质量，测出加速度，重复几次c用天平测出小车、小桶和砂子的质量d在长木板没有定滑轮的一端垫上厚度合适的垫木，平衡摩擦力e根据测出的数据，分别画出加速度和力的关系图线及加速度和质量的倒数关系图线f用秒表测出小车运动的时间g将装有砂子的小桶用细线通过定滑轮系到小车上，接通电源，释放小车，在纸带上打出一系列的点纸带m打点计数器m以上步骤中，不必要的步骤是_，正确步骤的合理顺序是_.（填写代表字母）例3、在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用m表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器打上的点计算出：(1)当m与m的大小关系满足_时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力。 (2)一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定，探究做加速度与质量的关系，以下做法错误的是：( )a平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上b每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力c实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源d小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量m，直接用公式am/求出。0fac0fad（3）在保持小车及车中的砝码质量m一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，二位同学得到的a关系分别如下图、所示（a是小车的加速度，是细线作用于小车的拉力）。其原因分别是：图： 图： (4) 实验中，在研究小车的加速度a和小车的质量m的关系时，由于没有始终满足mm的条件，结果得到的图象应是图中的哪一个 ( ) 活学活用：（2009江苏高考）“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图实三-2甲所示.(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示.计时器打点的时间间隔为0.02 s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离.该小车的加速度a=_m/s2.(结果保留两位有效数字) (2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度.小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力f的实验数据如下表:请根据实验数据在图实三-3中作出a-f的关系图象.(3)根据提供的实验数据作出的a-f图线不通过原点.请说明主要原因.例4、在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，某小组设计了如图实三-8所示的实验装置.图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过定滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止.（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使_.在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量_（选填“远大于”、“远小于”或“等于”）小车的质量.（2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为_.*课后复习巩固1、关于探究加速度与物体质量、物体受力的关系的实验，下列说法中符合实际的是 ( )a.通过同时改变小车的质量m及受到的拉力f的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系b.通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系c.通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系d.先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系2、在探究加速度与力、质量的关系的实验中，关于平衡摩擦力的说法中正确的是（）a、“平衡摩擦力”的本质就是让小车受到的摩擦力为零b、“平衡摩擦力”的本质就是让小车受到的重力下滑分力与所受到的摩擦阻力相平衡c、“平衡摩擦力”时应将小车在钩码通过细绳和滑轮而拉动的过程中进行调整d、“平衡摩擦力“是否成功，可由小车拖动打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀来确定3、（2010三明模拟）用如图实三-7甲所示的装置做“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验，甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力f的图象为图中的直线，乙同学画出的a-f图象为下图中的直线.直线、在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是（ ）a.实验前甲同学没有平衡摩擦力b.甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了c.实验前乙同学没有平衡摩擦力d.乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了4、（07海南）现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”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。（）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）： 小车自斜面上方一固定点1从静止开始下滑至斜面底端2，记下所用的时间 用米尺测量1与2之间的距离s，则小车的加速度_。a1a2 用米尺1相对于2的高h。设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力_。 改变_，重复上述测量。 以h为横坐标，为纵坐标，根据实验数据作用作图。如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。（）在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是： 调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑。测量此时1点相对于斜面底端2的高度ho。 进行（1）中的各项测量。 计算与作图时用（hho）代替h。对此方案有以下几种评论意见：. 方案正确可行. 方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。. 方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关。其中合理的意见是_。5、（2009年台州模拟）如图所示，在研究牛顿第二定律的演示实验中，若1、2两个相同的小