2012届高考物理第一轮能力提升复习：实验-加速度与力和质量的关系

精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创1/92012届高考物理第一轮能力提升复习实验加速度与力和质量的关系第四课时实验加速度与力和质量的关系【实验要求】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，FMG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AF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AM1图线，探究加速度与质量的关系。【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，托盘精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创2/9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MMG，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，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，用纵坐标表精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创3/9示加速度A，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数1/（MM），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。知识点一实验注意事项1砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的1/10，为什么2在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源。用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。3作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，但如遇个别特别偏离的点可舍去。【例1】（广东惠州市07届高三第二次调研考试）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）一组同学在探究加速度与质量的关系时，以下做法错精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创4/9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每次改变小车质量时，不需重新平衡摩擦力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。（3）在保持小车及车中的砝码质量质量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）。其原因分别是图图导示（1）；（2）ACD（3）图平衡摩擦力时，长木板的倾角过大了；图没有平衡摩擦力或木板的倾角过小。知识点二误差分析及数据处理【例2】在探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验中，实验装置如图乙所示精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创5/9一木块放在水平光滑长木板上，左侧拴有一不可伸长的细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，重物的质量为M木块右侧与穿过打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，木块在木板上向左做匀加速运动。图甲给出了打点计时器在纸带上打出的一些连续的点，它们之间的距离分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6，打点计时器所用交流电周期为T。根据给以上数据求（1）木块的加速度A（2）细线对木块的拉力T（3）为了减少误差，你认为应采取什么措施。导示（1）（2）（3）木块的质量应远大于重物的质量，实验前将木板右端稍垫高，直至木块在细线未挂上重物时能沿木板匀速下滑。【例3】（2007年物理海南卷14）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。精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创6/9（）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_。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精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创7/9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_。导示（）斜面倾角（或填H的数值）（）。知识点三实验的拓展与延伸【例4】（08扬州三校联考）一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图所示打出的纸带的一段如图所示（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50HZ，利用纸带图给出的数据可求出小车下滑的加速度A（2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有。用测得的量及加速度A表示阻力的计算式为F导示（1）A40M/S2。（2）斜面倾角（或斜面的长和对应的高）；FMGSINMA。1、在本实验中，关于器材的选择和安放，下列说法中正确精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创8/9的是（）A、可以用砂桶代替钩码拉动小车运动B、必须将长木板水平放置在桌面上C、打点计时器所用电源电压只要在4V6V间就可以。因此，如果无学生电源，可用4节干电池代替D、所挂钩码重力应大于小车的重力2、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验时（1）我们已经知道，物体的加速度（A）同时跟合外力（F）和质量（M）两个因素有关。要研究这三个物理量之间的定量关系的基本思路是；（2）小薇同学的实验方案如图所示，为了用细线的拉力表示小车受到的合外力，还应该采取的措施是。在满足的条件下，可以通过测量来表示小车受到的合外力；（3）小薇同学采用上述实验方案，并利用公式计算加速度，则在实验操作中应采取的措施是；为了使误差尽量小，你认为运用公式计算小车加速度更合理；（4）针对小薇同学的实验设计、实验操作、数据采集与处理，就其中的某一点，提出你有别于小薇同学设计或处理方法。精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创9/9答案1、A2、（1）先保持M不变，