2019届高三物理一轮复习导学案三、牛顿运动定律(4

1、2019 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

2、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。【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

3、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点，作图线。探究加速度与外力的关系&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/

4、（ 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 2019 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）纸带运勖方向单位： cm图m/s2。之间的关系式是5.196.707.217.72O请在方格坐标纸中画出a_丄图线，并从图线求出小车加速度a 与质量倒数 1/mm（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 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

5、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。实验次数123456782小车加速度 a/ms1.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量 m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67/ kg- m4.003.453.032.502.001.411.000.60（1）图（3 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（保留二位有效数字）（2） 保持砂和砂桶质量不

6、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：0I mkga/ (m/s )1 ().200,600300.400,400.290.50-0250.611 0.20-f一4一4-rr4i- -4(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

7、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a的正弦值sina=h/L。某同学记录下高度h和加速度a如下表：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 2019 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，(I )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

8、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 _xSs灰酿、V?vf+ynA/+齡11.421.411.4221.401.421.3931,411.331 42L(m)h(m)sina=h/La(m/s2)O【训练设计】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Im 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

9、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I、2 各自连2 2接的计时器显示的挡光时间分别为5.0X10-s 和 2.0X10-s。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：vi= _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卩=_ （用字母表示）。2、（徐州市 2019 届摸底考试）现要验证“当合外力一定时，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A从静止开始下滑到斜面底端A,记下所用时间t。A之间的距离s。则小车的加速度a（4 ）用米尺测量 A 相对于 A 的高度 h。则小车所受的合外力（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3 ）用米尺测量 A 与（5）在小车中加钩码，用天平测出此