2017届高三物理一轮复习实验四探究加速度与力质量的关系.ppt

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1、2017届高三物理一轮复习实验四探究加速度与力质量的关系考纲解读学会用控制变量法研究物理规律学会用控制变量法研究物理规律.学会灵活运用图象法处理物理问题的方法学会灵活运用图象法处理物理问题的方法.探究加速度与力、质量的关系，并验证牛顿第二定律探究加速度与力、质量的关系，并验证牛顿第二定律.知识梳理知识梳理考点一考点一考点二考点二考点三考点三知识梳理合外力质量aF打点计时器低压交流电源米尺【根本实验要求】答案知识梳理牵引力匀速下滑接通电源放开小车答案知识梳理1.本卷须知本卷须知(1)平平衡衡摩摩擦擦力力：适适当当垫垫高高木木板板的的右右端端，使使小小车车的的重重力力沿沿斜斜面面方方向向的的分分力

2、力正正好好平平衡衡.在在平平衡衡摩摩擦擦力力时时，不不要要把把悬悬挂挂小小盘盘的的细细绳绳系系在在小小车车上上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动.(2)不重复平衡摩擦力不重复平衡摩擦力.(3)实验条件：实验条件：.(4)一一 先先 一一 后后 一一 按按:改改 变变 拉拉 力力 和和 小小 车车 质质 量量 后后，每每 次次 开开 场场 时时 小小 车车 应应 尽尽 量量 靠靠 近近 ，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车.小车和纸带受到的阻力小车和纸带受到的阻力mm打点计

3、时器打点计时器【规律方法总结规律方法总结】答案答案知识梳理返回考点一 实验原理与实验操作1.如如下下图图，为为某某同同学学安安装装的的“验验证证牛牛顿顿第第二二定定律律的的实实验验装装置置，在在小小车车的的前前端端固固定定一一个个传传感感器器，和和砂砂桶桶连连接接的的细细线线接接在在传传感感器器上上，通通过过传传感感器可显示出细线的拉力器可显示出细线的拉力.在图示状态下开场做实验在图示状态下开场做实验.(1)从从 图图 上上 可可 以以 看看 出出，该该 同同 学学 在在 装装 置置 和和 操操 作作 中中 的的 主主 要要 错错 误误 是是_(2)假假设设砂砂和和砂砂桶桶的的质质量量为为m，

4、小小车车和和传传感感器器的的总总重重量量为为M，做做好好此此实实验验_(填填“需要或需要或“不需要不需要)Mm的条件的条件.未平衡摩擦未平衡摩擦力；细线与木板不平行；开场实验时，小车离打点计时器太远力；细线与木板不平行；开场实验时，小车离打点计时器太远不需要不需要解析答案解析答案2134考点一 实验原理与实验操作2.利用如下图装置可以做力学中的许多实验利用如下图装置可以做力学中的许多实验.(1)以下说法正确的选项是以下说法正确的选项是()A.用此装置用此装置“研究匀变速直线运动时研究匀变速直线运动时,必须设法消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响必须设法消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响B.用此装置用

5、此装置“研究匀变速直线运动时研究匀变速直线运动时,应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量C.用用此此装装置置“探探究究加加速速度度a与与力力F的的关关系系时时，必必须须设设法法消消除除小小车车和和长长木木板板间间的的摩摩擦擦阻阻力力的影响的影响D.用此装置用此装置“探究加速度探究加速度a与力与力F的关系应使小盘的关系应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量和盘内砝码的总质量远小于小车的质量(2)本装置中要用到打点计时器，如下图为实验室常用本装置中要用到打点计时器，如下图为实验室常用的两种计时器，其中甲装置用的电源要求是的两种计时器，其中甲装置用的

6、电源要求是()A.交流交流220VB.直流直流220VC.交流交流46VD.直流直流46VCDA答案答案2134考点一 实验原理与实验操作(3)在在利利用用此此装装置置“探探究究加加速速度度a与与力力F的的关关系系时时，实实验验中中按按标标准准操操作作打打出出的的一一条条纸纸带带的的一一部部分分如如图图.打打点点计计时时器器接接在在频频率率为为50Hz的的交交流流电电源源上上，那那么么此此次次实实验验中中打打点点计计时时器器打下打下A点时小车的瞬时速度为点时小车的瞬时速度为_m/s.(结果保存结果保存2位有效数字位有效数字)解析答案2134考点一 实验原理与实验操作3.(1)我我们们已已经经知

7、知道道，物物体体的的加加速速度度a同同时时跟跟合合外外力力F和和质质量量m两两个个因因素素有有关关.要要研研究究这这三个物理量之间的定量关系的思想方法是三个物理量之间的定量关系的思想方法是_.(2)某某同同学学的的实实验验方方案案如如下下图图，她她想想用用砂砂桶桶的的重重力力表表示示小小车车受受到到的的合合外外力力F，为为了了减减小小这种做法带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施：这种做法带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施：a.用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是_.b.使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于使砂桶的质量远小

8、于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于_.控制变量法控制变量法平衡摩擦力平衡摩擦力砂桶的重力砂桶的重力答案答案2134考点一 实验原理与实验操作B答案2134考点一 实验原理与实验操作4.某实验小组利用图所示的装置探究加速度与力、质量的关系某实验小组利用图所示的装置探究加速度与力、质量的关系.以下做法正确的选项是以下做法正确的选项是_(填字母代号填字母代号)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.在在调调节节木木板板倾倾斜斜度度平平衡衡木木块块受受到到的的滑滑动动摩摩擦擦力力时时，将将装装有有砝砝码码的的砝砝码码桶桶通通过过定定

9、滑滑轮轮拴在木块上拴在木块上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，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不需要重新调节木板倾斜度AD答案2134考点一 实验原理与实验操作为为使使砝砝码码桶桶及及桶桶内内砝砝码码的的总总重重力力在在数数值值上上近近似似等等于于木木块块运运动动时时受受到到的的拉拉力力，应应满满足足的的条条件件是是砝砝码码桶桶及及桶桶内内砝砝码码的的总总质质量量_木木块块和和木木块块上上砝砝码码的的总总质质量量.(.(选填选填“远大于远大于“远小于或远小于或“近似等于近似等于)远小于

10、远小于解析答案2134考点一 实验原理与实验操作甲甲、乙乙两两同同学学在在同同一一实实验验室室，各各取取一一套套如如下下图图的的装装置置放放在在程程度度桌桌面面上上，木木块块上上均均不不放放砝砝码码，在在没没有有平平衡衡摩摩擦擦力力的的情情况况下下，研研究究加加速速度度a a与与拉拉力力F F的的关关系系，分分别别得得到到图图中中甲甲、乙乙两两条条直直线线.设设甲甲、乙乙用用的的木木块块质质量量分分别别为为m m甲甲、m m乙乙，甲甲、乙乙用用的的木木块块与与木木板板间间的的动动摩摩擦擦因因数数分分别别为为甲甲、乙乙，由由图图可可知知，m m甲甲_m_m乙乙，甲甲_乙乙.(.(选填选填“大于、

11、大于、“小于或小于或“等于等于)小于小于大于大于返回返回解析答案解析答案2134考点二 数据处理及误差分析5.用如下图装置做“探究物体的加速度跟力的关系的实验.实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度.(1)实验时先不挂钩码，反复调整垫块的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是_.平衡小车运动中所受的摩擦阻力答案56考点二 数据处理及误差分析(2)图为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较明晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间

12、的间隔，如下图.打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源两端，那么此次实验中小车运动的加速度的测量值a_ m/s2.(结果保存两位有效数字)解析答案56考点二 数据处理及误差分析(3)实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度.根据测得的多组数据画出aF关系图象，如下图.此图象的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是_.(选填以下选项的序号)A.小车与平面轨道之间存在摩擦B.平面轨道倾斜角度过大C.所挂钩码的总质量过大D.所用小车的质量过大C解析答案56考点二 数据处理及误差分析6.某次“探究加速度a跟物体所受合力F和质量m的关系实验如下.(1)图甲所示为实验装置图

13、.图乙为某次实验得到的一段纸带，计数点A、B、C、D、E间的时间间隔为0.1 s，根据纸带可求出小车的加速度大小为_m/s2(结果保存两位有效数字).解析答案56考点二 数据处理及误差分析(2)保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，进展屡次测量保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，进展屡次测量.根据实验数据做出了根据实验数据做出了加速度加速度a随拉力随拉力F的变化图线，如下图的变化图线，如下图.图中直线没有通过原点，其主要原因是图中直线没有通过原点，其主要原因是_.实验前未平衡摩擦力实验前未平衡摩擦力(或平衡摩擦力不充分或平衡摩擦力不充分)摩擦力摩擦力解析答案解析答案56考点二 数据处理及误差分析

14、实验次数12345678小车加速度a/(ms2)1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30小车和砝码质量m/kg0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.674.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60 图线为过原点的直线，说明在合外力一定时，加速度跟质量成反比返回答案56考点三 实验拓展与创新7.某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数.打点计时器所用电源的频率为50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示，图中标出了五个连续点之间的间隔.(1)物块下滑时

15、的加速度a_ m/s2，打C点时物块的速度v_ m/s；(2)重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是_(填正确答案标号).A.物块的质量B.斜面的高度C.斜面的倾角C解析答案8791011考点三 实验拓展与创新8.为为了了探探究究加加速速度度与与力力的的关关系系，使使用用如如下下图图的的气气垫垫导导轨轨装装置置进进展展实实验验，其其中中G1、G2为为两两个个光光电电门门，它它们们与与数数字字计计时时器器相相连连，当当滑滑块块通通过过G1、G2光光电电门门时时，光光束束被被遮遮挡挡的的时时间间t1、t2都都可可以以被被测测量量并并记记录录.滑滑块块连连同同上上面面固固定定的的

16、一一条条形形挡挡光光片片的的总总质质量量为为M，挡光片宽度为挡光片宽度为D，光电门间间隔，光电门间间隔为为s，牵引砝码的质量为，牵引砝码的质量为m.答复以下问题：答复以下问题：(1)实实验验开开场场应应先先调调节节气气垫垫导导轨轨下下面面的的螺螺钉钉，使使气气垫垫导导轨轨程程度度，在在不不增增加加其其他他仪仪器器的的情情况下，如何断定调节是否到位？况下，如何断定调节是否到位？答案(1)将滑块自由放在导轨上，并轻推滑块，看其能否做匀速直线运动.答案8791011考点三 实验拓展与创新(2)假假设设取取M0.4kg，改改变变m的的值值，进进展展屡屡次次实实验验，以以下下m的的取取值值不不适适宜宜的

17、的一一个个是是()A.m15gB.m215gC.m340gD.m4400g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为_(用用t1、t2、D、s表示表示)D解析答案8791011考点三 实验拓展与创新9.某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图(b)所示.实验中小车(含发射器)的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到.答复以下问题：(1)根据该同学的结果，小车的加速度

18、与钩码的质量成_(填“线性或“非线性)关系.非线性解析答案8791011考点三 实验拓展与创新(2)由图(b)可知，am图线不经过原点，可能的原因是_.(3)假设利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，那么实验中应采取的改进措施是_，钩码的质量应满足的条件是_.远小于小车的质量存在摩擦力调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力答案8791011考点三 实验拓展与创新10.某同学设计了如下图的装置来探究加速度与力的关系.弹簧测力计固定在一适宜的木板上，桌面的右边缘固定一支外表光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力

19、计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.开场时将木板置于MN外，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开场运动为止，记下弹簧测力计的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧测力计的示数F1，然后释放木板，并用停表记下木板运动到PQ处的时间t.(1)木板的加速度可以用d、t表示为a_；为了减小测量加速度的偶尔误差可以采用的方法是(一种即可)_.保持F1不变，重复实验屡次测量，求平均值答案8791011考点三 实验拓展与创新(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧测力计示数F1的关系.以下图象能表示该同学实验结果的是_

20、.(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相经，它的优点是_.a.可以改变滑动摩擦力的大小b.可以更方便地获取多组实验数据c.可以比较准确地测出摩擦力的大小d.可以获得更大的加速度以进步实验精度bcc摩擦力逐渐增加水的质量，将不再满足FTF1，而是FTF1，将导致小车加速度实际值较理论值偏小解析答案8791011考点三 实验拓展与创新11.某某实实验验小小组组在在“探探究究加加速速度度与与物物体体受受力力的的关关系系实实验验中中，设设计计出出如如下下的的实实验验方方案案，其其实实验验装装置置如如下下图图.小小车车质质量量M214.6g，砝砝码码盘盘质质量量m07.8g，所所使使用用的的打

21、打点点计计时时器交流电频率器交流电频率f50Hz.其实验步骤是：其实验步骤是：A.按图中所示安装好实验装置；按图中所示安装好实验装置；B.调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速直线运动；调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速直线运动；C.取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；D.将小车置于打点计时器旁，先接通电源，再放开小车，将小车置于打点计时器旁，先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；E.重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量，重重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量，重复复BD步骤，求得小车在不同合外力步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度作用下的加速度.答复以下问题：答复以下问题：8791011考点三 实验拓展与创新答复以下问题：(1)按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？_(填“是或“否).(2)实验中打出的其中一条纸带如下图，由该纸带可求得小车的加速度a_m/s2.(1)小车加速运动时所受的合外力即为砝码和砝码盘的总重力，而实验中的研究对象是小车，因此，实验中不必使砝码及砝码盘的质量远小于小车的质量否0.88 解析答案8791011