高考物理一轮复习 第3章 牛顿运动定律 实验4 探究加速度与力质量的关系课件 新人教版必修

第三章牛顿运动定律 必修一 实验四探究加速度与力 质量的关系 基础知识梳理 一 实验目的1 学会用控制变量法研究物理规律 2 学会灵活运用图象法处理物理问题的方法 3 探究加速度与力 质量的关系 并验证牛顿第二定律 二 实验原理如图所示 在探究加速度a与合力F及质量M的关系时 应用的基本方法是控制变量法 即先控制小车的质量M不变 讨论加速度a与力F的关系 再控制小盘和盘中砝码的质量m不变 即力F不变 改变小车的质量M 讨论加速度a与质量M的关系 三 实验步骤 1 称量质量 用天平测量小盘的质量和小车的质量M 2 安装器材 按图把实验器材安装好 只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上 即不给小车牵引力 3 平衡摩擦力 在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块 使小车匀速下滑 4 小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上 先接通电源后放开小车 取下纸带编号码 5 保持小车的质量M不变 改变小盘和盘中砝码的质量m 重复步骤 4 6 保持小盘和盘中砝码的质量m不变 改变小车质量M 重复步骤 4 五 注意事项 1 平衡摩擦力中的 不重复 平衡了摩擦力后 不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量 都不需要重新平衡摩擦力 2 操作中的 一先一后一按 每次开始时小车应靠近打点计时器 并先接通电源 后放开小车 且应在小车碰到滑轮前按住小车 3 作图中的 拟合与舍弃 要使尽可能多的点在一条直线上 不在直线上的点也要尽可能均匀地分布在直线的两侧 遇到个别偏差较大的点应舍去 核心考点突破 实验操作及数据处理 1 下列做法正确的是 填字母代号 A 调节滑轮的高度 使牵引木块的细绳与长木板保持平行B 在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时 将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C 实验时 先放开木块再接通打点计时器的电源D 通过增减木块上的砝码改变质量时 不需要重新调节木板倾斜度 2 为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力 应满足的条件是砝码及桶内砝码的总质量 木块和木块上砝码的总质量 填 远大于 远小于 或 近似等于 AD 远小于 3 甲 乙两同学在同一实验室 各取一套图示的装置放在水平桌面上 木块上均不放砝码 在没有平衡摩擦力的情况下 研究加速度a与拉力F的关系 分别得到图中甲 乙两条直线 设甲 乙用的木块质量分别为m甲 m乙 甲 乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为 甲 乙 由图可知 m甲 m乙 甲 乙 填 大于 小于 或 等于 小于 大于 解题探究 1 实验中木块的合外力由谁来提供 如何实现 2 砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力的分析 对木块列牛顿第二定律方程 对砝码桶及桶内砝码列牛顿第二定律方程 请根据以上两个方程写出拉力F的表达式 分析拉力近似等于砝码桶及桶内砝码的总重力的条件 3 在没有平衡摩擦力的情况下 根据牛顿第二定律写出a F函数关系式 分析图象中斜率和截距的物理意义 类题演练1 天平 0 02 0 018 0 022均正确 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 探究高考创新命题视角以本实验为背景 通过改变实验条件 实验仪器设置题目 不脱离教材而又不拘泥教材 体现开放性 探究性 设计性等特点 1 实验器材的改进气垫导轨替代长木板 2 数据处理方法的改进小车的加速度可以利用传感器 借助于计算机来处理 实验的改进与创新 3 实验方案的改进 1 用气垫导轨和两个光电门来完成此实验 2 实验方法的改进 4 以本实验为背景 结合牛顿第二定律 测量两接触面间的动摩擦因数 mg 6 70 D 解题探究 1 步骤B中 说明小车做什么运动 此时细绳拉力等于多少 2 取下细绳和砂桶后 小车下滑时的合外力为多少 3 如何计算小车通过光电门的速度 类题演练2 1 木板倾斜程度更大时 为了保证L 0 6m不变 滑块下滑到底端B点的位移将 填 变大 变小 或 不变 2 重复实验 他们最后作出了如图乙所示的h v2图像