高考物理一轮复习导学案+实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系

高三物理导学案高三物理第一轮复习反思积累水滴石穿第2页共2页第2页共1页第八章力学实验专题第4节探究加速度与物体受力、物体质量的关系【学习目标】1、学会用控制变量法研究物理量之间的关系。2、能清楚说明实验过程为什么必须平衡摩擦力、怎样平衡摩擦力及其影响。3、能够理解为什么要求钩码质量要远小于小车质量及其影响。【知识准备】1、实验基本装置：2、控制变量法：保持不变，探究加速度与小车所受外力的关系；保持不变，探究加速度与小车质量M的关系。3、小车质量的M：用测量小车的质量M。4、小车加速度a的计算：利用打点计时器打出的纸带，根据公式计算。5、小车所受外力F：（1）小车受几个力作用？小车所受外力F是哪个？。（2）平衡摩擦力：由于摩擦力难以测量，需要将长木板打点计时器一端垫高，用来平衡摩擦力。①平衡摩擦力的方法：将长木板不带定滑轮的一端垫高后，轻推一下小车，使小车拖动纸带能在倾斜的木板上匀速下滑，此时小车所受合力，摩擦力已被平衡。②怎样判断小车是否匀速下滑？。③改变小车的质量M后，是否需要重新平衡摩擦力？。④平衡摩擦力时，悬挂钩码的细线是否系在小车上？。（3）平衡摩擦力后，将悬挂钩码的细线细线系在小车上，释放钩码后，小车和钩码做运动，细线的拉力T是否等于钩码的重力？。（4）释放钩码后，小车和钩码均做匀加速直线运动，假设加速度为a，小车质量为M，钩码质量为m，由牛顿第二定律，对小车有，对钩码有，联立以上两式，消去a，得F=。可见，平衡摩擦力后，满足的实验条件，小车所受外力。6、数据处理：(1)研究加速度与小车外力的关系，作图象，图象为。(2)研究加速度与小车质量M的关系，作图象，图象为。若作图象，图象为。请尝试以上画出图象：7、注意事项（1）平衡摩擦力：平衡摩擦力时将悬挂钩码的细线系在小车上，只让小车拖着纸带运动，若纸带上点迹均匀，小车匀速运动，则说明已平衡摩擦力。（2）实验条件：，只有如此，所悬挂钩码的总重力才可视为小车受到的拉力。（3）先后：每次实验开始时小车应尽量靠近打点计时器，应先，后释放小车，且应在小车到达滑轮前使小车停止运动。（4）平行：实验中必须保证细线与长木板，否则平衡摩擦力失败。（5）作图时，应尽量使更多的点落在曲线上，不在曲线上的点应，舍弃偶然误差较大的点。（6）研究加速度与小车质量M的关系时，应作图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，则证明小车的加速度与其质量。【我的收获】【自我评价】【巩固练习】1、如图所示，在“探究质量一定，加速度与物体受力关系”的实验中，某同学的方案如下：选择小车为研究对象，用砝码和盘的总重力作为拉力。（1）根据实验方案平衡摩擦力（填“需要”或“不需要”）；（2）根据实验方案，保持细线与板面平行（填“需要”或“不需要”）；（3）根据方案，需要增加盘中砝码而改变受力，已知小车的质量为400g，实验中所用钩码的质量范围选比较合理，目的是。A.10—40gB.200—400gC.1000—2000g（4）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（5）实验中得到如图所示的a—F关系图像：①图线在水平轴上有明显的截距（OA不为零），可能的原因是。A．先释放小车后接通电源打点B．平衡摩擦力时，木板的倾角偏大C．平衡摩擦力时，小车后面未固定穿过打点计时器的纸带②图线AB段基本是一条直线，而BC段明显偏离直线，主要原因是。A．小车的总质量过大B．开始砝码质量较小，后来较大C．计算拉力时，忽略砝码盘的重力2、某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验。如图甲为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得。（1）如图乙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz。根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度v=______m/s，小车的加速度大小a=________m/s2。（保留两位有效数字）（2）在“探究加速度a与质量m的关系”时，某同学按照自己的方案将实验数据都在坐标系中进行了标注，但