高一物理必修第期精选文档.ppt

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1、高一物理必修第期本讲稿第一页，共六十一页目标要求1.理解物体运动状态的变化快慢,即加速度大小与力有关,也与质量有关.本讲稿第二页，共六十一页2.会通过实验探究加速度与力、质量的定量关系.3.理解实验设计和探究过程中所涉及的物理思想及方法.4.能够针对实验结果进行误差分析.重点、难点本讲稿第三页，共六十一页理解并掌握实验设计和探究过程中所涉及的物理思想及方法,能正确探究加速度与力、质量的定量关系,并对实验结果进行误差分析.一、影响加速度大小的因素1.物体加速度的大小,不仅与物体有关,本讲稿第四页，共六十一页还与物体的有关.2.经验事实告诉我们:物体的质量一定时,受力越大,它获得的加速度;物体受力

2、一定时,它的质量越小,加速度就.二、“探究加速度与力、质量的关系”实验的基本思路本讲稿第五页，共六十一页1.加速度与力、质量的关系共涉及三个物理量,要同时确定它们之间的关系很困难.物理学上采用法来确定它们之间的关系,即先保持一个量不变,再测量另外两个物理量之间的关系.2.“探究加速度与力的关系”实验的基本思路本讲稿第六页，共六十一页是:.3.“探究加速度与质量的关系”实验的基本思路是:本讲稿第七页，共六十一页.三、数据分析本实验主要采用图象法处理实验数据.在探究加速度与力的数量关系时,我们以为纵轴,为横轴建立坐标系,在坐标系中描点、用平滑的曲线连接这些点,作出图象.若图本讲稿第八页，共六十一页

3、线是一条过原点的直线,则说明加速度与力是关系;在探究加速度与质量的数量关系时,我们以为纵轴,为横轴建立坐标系,在坐标系中描点、用平滑的曲线连接这些点,作出图象.若图线是一条过原点的直线,则说明加速度与质量是关系.本讲稿第九页，共六十一页一、如何测量物体的加速度图1本讲稿第十页，共六十一页【方法一】某同学设计了如图1所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接,在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出间距d.开始时将木板置于MN处,现向瓶中加水,然后释放木板,使木板做匀加速直线运动,并本讲稿

4、第十一页，共六十一页用秒表记下木板运动到PQ处的时间t,则木板的加速度a=.(用题给字母表示).图2【方法二】如图2所示,某实验小组利用斜面、小车、砝码、打点计时器等器材来探究“加速度本讲稿第十二页，共六十一页与力、质量”的关系.正确操作实验后,该同学获得了如图3所示的一条纸带,相邻计数点的时间间隔为T,且间距x1,x2,x3,x6均已测量.根据纸带,利用逐差法可得加速度a=.(用题给字母表示)图3本讲稿第十三页，共六十一页图4【方法三】如图4所示,在物体上安装一个宽度为d的挡光片,让物体做匀加速直线运动,利用数字计时器分别记录挡光片经过光电门G1、G2所用本讲稿第十四页，共六十一页的时间分别

5、为t1、t2,若两光电门之间的距离为x,则物体的加速度a=.(用题给字母表示)二、验证牛顿第二定律【案例探究1】(2012年高考安徽理综卷)图5为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和本讲稿第十五页，共六十一页砂桶的总质量为m,小车和砝图5码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所本讲稿第十六页，共六十一页受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行,接下来还需进行的一项操作是.A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出

6、的纸带本讲稿第十七页，共六十一页判断小车是否做匀速运动.B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以本讲稿第十八页，共六十一页及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动.(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是.A.M=200g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g本讲稿第十九页，共六十一页B.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120gC.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、

7、30g、40gD.M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g本讲稿第二十页，共六十一页(3)图6是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出,量出相邻的计数点之间的距离分别为:sAB=4.22cm,sBC=4.65cm,sCD=5.08cm,sDE=5.49cm,sEF=5.91cm,sFG=6.34cm.已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a=m/s2.(结果保留2位有效数字).本讲稿第二十一页，共六十一页图6解析(1)在图5所示的实验装置中,要使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,必须平

8、衡摩擦阻力,其具体方法是:将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,若打本讲稿第二十二页，共六十一页点计时器在纸带上打下一系列间隔均匀的点,则说明小车做匀速运动,摩擦阻力被小车的重力沿斜面向下的分力平衡了.选项B正确.(2)实验中,要用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小,除了要平衡摩擦力之外,还要满足条件:mM.由此可知,选项C最合理.本讲稿第二十三页，共六十一页(3)利用逐差法计算小车的加速度,即a=,其中t=s=0.10s,解得:a=0.42m/s2.三、实验误差分析【案例探究2】在利用如图5所示的实验装置来做“探

9、究加速度与力、质量的关系”这一实验本讲稿第二十四页，共六十一页时,甲、乙丙三位同学通过测量、数据处理,分别获得了如图7甲、乙、丙所示的a-F图象和a-图象.试分析:图7本讲稿第二十五页，共六十一页(1)甲图所示的a-F图象和a-图象中,图线与纵轴有截距的原因.(2)乙图所示的a-F图象和a-图象中,图线与横轴有截距的原因.本讲稿第二十六页，共六十一页(3)丙图所示的a-F图象和a-图象中,图线发生弯曲的原因.解析(1)a-F图象中,图线与纵轴有截距,表明当拉力为零时,小车仍有加速度,造成这一结果的原因是平衡摩擦阻力时,长木板的一端垫起得太高;a-图象中,图线与纵轴有截距,表明在=0,即本讲稿第

10、二十七页，共六十一页小车的质量无穷大时,小车仍有加速度,造成这一结果的原因也是平衡摩擦阻力时,长木板的一端垫起得太高.(2)a-F图象中,图线与横轴有截距,表明当拉力不为零且小于某一值时,小车没有加速度,造成这一结果的原因是平衡摩擦阻力时,长木板的一端垫本讲稿第二十八页，共六十一页起得太低;a-图象中,图线与横轴有截距,表明当小车受到一定的拉力F时,0,即小车的质量没有达到无穷大的情况下,小车加速度为零,造成这一结果的原因也是平衡摩擦阻力时,长木板的一端垫起得太低.(3)本实验为了使实验中的运算简化,在实验原理本讲稿第二十九页，共六十一页上进行了近似处理,即保证mM时,细绳对小车的拉力F近似等

11、于砂和砂桶的总重力mg.但是,在实验过程中,若不断增加砂的质量,则砂和砂桶的总质量越来越接近小车的质量M,当无法满足mM这一条件时,就造成了图丙的a-F图象所示的实验结果.同理,在a-图象中,当增大到一定程度,即小车的质量减小到一定值时,也无法满足m本讲稿第三十页，共六十一页M这一条件时,就造成了图丙的a-图象所示的实验结果.本讲稿第三十一页，共六十一页一、单项选择题1.关于运动状态的改变,下列说法正确的是(本讲稿第三十二页，共六十一页)A.运动状态的改变仅指速度大小的改变B.运动状态的改变仅指速度方向的改变C.要改变物体的运动状态,必须有力的作用D.物体运动状态的改变与物体的初始状态有关本讲

12、稿第三十三页，共六十一页2.物体A的质量为10kg,速度大小为20m/s;物体B的质量为20kg,速度大小为10m/s.下列说法正确的是()A.A的惯性大,因为A的速度大B.A的惯性大,因为A的质量小C.B的惯性小,因为B的速度小本讲稿第三十四页，共六十一页D.B的惯性大,因为B的质量大3.关于牛顿第一定律,下列说法错误的是()A.牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性惯性B.牛顿第一定律告诉我们:力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因本讲稿第三十五页，共六十一页C.牛顿第一定律揭示了力和运动的关系,即物体不受外力作用时,保持静止或匀速直线运动的状态D.牛顿第一定律是牛顿通过

13、斜面实验直接总结出来的4.所谓“理想实验”,又叫做“假想实验”、本讲稿第三十六页，共六十一页“抽象的实验”或“思想上的实验”,它是科学研究中的一种重要方法,它把可靠事实和理论思维结合起来,可以深刻地揭示自然规律.以下实验中属于理想实验的是()A.探究求合力的方法B.伽利略的斜面实验本讲稿第三十七页，共六十一页C.用打点计时器测量瞬时速度D.利用打点计时器研究自由落体图15.如图1所示,在水平桌面上质量为0.5kg的物体,本讲稿第三十八页，共六十一页受到一水平向右、大小为1.5N的拉力F,同时受到桌面对它的大小为0.5N的摩擦力,则物体的加速度大小为()A.4.0m/s2B.3.0m/s2C.2

14、.0m/s2D.1.0m/s2图2本讲稿第三十九页，共六十一页6.图2是根据“探究加速度与力的关系”的实验数据描绘的a-F图象.下列说法正确的是()A.三条倾斜直线所对应的小车质量不同B.三条倾斜直线所对应的小车质量相同C.直线A所对应的小车的质量最大D.直线C所对应的小车的质量最小本讲稿第四十页，共六十一页二、非选择题图37.如图3所示,在水平平直公路上匀速行驶的小车的车顶上,用绳子悬挂着一个小球.本讲稿第四十一页，共六十一页(1)若烧断绳子,小球可能落至小车(填“后方的A点”、“正下方的B点”或“前方的C点”).(2)若小车速度突然减小,小球将偏向(填“前”或“后”)方.(3)若小车速度突

15、然增大,小球将偏向(填本讲稿第四十二页，共六十一页“前”或“后”)方.8.图4为某同学用来“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置,图中电火花计时器使用的交流电源的频率为50Hz.图4本讲稿第四十三页，共六十一页(1)实验中,该同学获得的一条最理想的纸带如图5所示,则根据纸带上的信息可求出小车的加速度大小为m/s2(结果保留2位有效数字).图5本讲稿第四十四页，共六十一页(2)保持砂和砂桶质量不变,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,数据如下表所示:本讲稿第四十五页，共六十一页实验次数12345678加速度a/(ms-2)1.901.721.491.251.000.750.5

16、00.30质量M/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67/kg-14.003.453.032.502.001.411.000.60本讲稿第四十六页，共六十一页请在图6所示的坐标纸中画出a-图线,并由图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是.图6本讲稿第四十七页，共六十一页一、单项选择题1.下面哪些因素影响物体运动状态改变的难易程度()A.物体的质量和体积本讲稿第四十八页，共六十一页B.物体的速度和质量C.物体的体积和物体所受到的合外力D.物体的质量和物体受到的合外力2.关于物体的惯性,下列说法正确的是()A.质量相同的两个物体,在阻力相同的情况下,速度大的不易

17、停下来,所以速度大的物体惯性大本讲稿第四十九页，共六十一页B.推动地面上静止的物体比保持这个物体匀速运动时所需的力大,所以静止的物体惯性大C.在月球上举重比在地球上容易,所以同一物体在月球上比在地球上惯性小D.物体的惯性只与物体的质量有关,与其他因素无关本讲稿第五十页，共六十一页3.关于力和运动的关系,下列说法正确的是()A.物体如果没有受到外力作用,可能处于运动状态B.必须有力作用在物体上,物体才能运动C.物体如果没有受到外力作用,一定处于静止状本讲稿第五十一页，共六十一页态D.在水平面上运动的物体会慢慢停下来,是因为物体具有惯性的原因4.通过“探究加速度与力、质量的关系”实验,我们知道加速

18、度a与力F成正比,与质量m成反比,即aF,a.现有一质量为m的物体在光滑的本讲稿第五十二页，共六十一页水平面上受水平恒力F的作用而由静止开始运动,在时间t内运动的位移为x,若要使物体运动的位移变为4x,则下列方法不可行的是()A.将水平恒力增大到4FB.将物体的质量减小为原来的C.将作用时间增加为原来的4倍本讲稿第五十三页，共六十一页D.将作用时间增加为原来的2倍5.某同学利用如图1甲所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验,所获得的a-F图线如图1乙中的实线所示,根据该图线可知,该同学在实验中()图1本讲稿第五十四页，共六十一页A.平衡摩擦力时将木板垫得太高,且小盘和砝码的质量较大B

19、.平衡摩擦力时将木板垫得太高,且小盘和砝码的质量较小C.平衡摩擦力时将木板垫得太低,且小盘和砝码的质量较大本讲稿第五十五页，共六十一页D.平衡摩擦力时将木板垫得太低,且小盘和砝码的质量较小图26.如图2所示,一个劈形物体M的各面均光滑,将其固定在光滑的斜面上,其上表面水平,在上表面本讲稿第五十六页，共六十一页放一个光滑小球m.现将劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()A.一条平行于斜面的直线B.一条竖直的直线C.一条无规则的曲线D.一条抛物线本讲稿第五十七页，共六十一页二、非选择题7.某兴趣小组想利用如图3所示实验装置来探究“加速度与力、质量的关系.”图3本讲稿第五十八页，共六十一页(1)实验中若他们想用砂和砂桶的重力表示小车受到的合外力,则应该采取的两项措施是:.(2)采取措施减小误差之后,该小组顺利地完成了实验.图4是他们在实验中得到的一条纸带,图中本讲稿第五十九页，共六十一页相邻两计数点之间的时间间隔为0.10s.由此可算得小车的加速度a=m/s2.图4(3)针对该兴趣小组的实验设计、实验操作、数本讲稿第六十页，共六十一页据采集与处理方法中的某一环节,提出一条有别于该小组的正确的设计或处理方法:.本讲稿第六十一页，共六十一页