实验探究三探究加速度与物体质量物体受力的关系.ppt

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1、基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验实验探究三探究加速度与物体质量、物体受实验探究三探究加速度与物体质量、物体受 力的关系力的关系基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验注意事项注意事项1实验方法实验方法：控制：控制变变量法量法2平衡摩擦力平衡摩擦力：在平衡摩擦力：在平衡摩擦力时时，不要，不要悬悬挂小挂小盘盘，但小，但小车车应连应连着着纸带纸带且接通且接通电电源用手源用手给给小小车车一个初速度，如果一个初速度，如果在在纸带纸带上打出的点的上打出的点的间间隔

2、是均匀的，表明小隔是均匀的，表明小车车受到的阻受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡3不重复平衡摩擦力不重复平衡摩擦力：平衡了摩擦力后，不管以后是改：平衡了摩擦力后，不管以后是改变变小小盘盘和砝和砝码码的的总质总质量量还还是改是改变变小小车车和砝和砝码码的的总质总质量，都量，都不需要重新平衡摩擦力不需要重新平衡摩擦力4实验条件实验条件：Mm只有如此，小只有如此，小盘盘和砝和砝码码的的总总重力才可重力才可视视为为小小车车受到的拉力受到的拉力基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验5一先一后一按住一先一后一按住：改：改变变拉力和小拉

3、力和小车质车质量后，每次开始量后，每次开始时时小小车应车应尽量靠近打点尽量靠近打点计时计时器，并器，并应应先接通先接通电电源，后放开源，后放开小小车车，且，且应应在小在小车车到达滑到达滑轮轮前按住小前按住小车车6作图作图：作：作图时图时两两轴标轴标度比例要适当各量度比例要适当各量须须采用国采用国际单际单位位这样这样作作图线时图线时，坐，坐标标点点间间距不至于距不至于过过密，密，误误差会小差会小些些基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验误差分析误差分析1因因实验实验原理不完善引起原理不完善引起误误差以小差以小车车、小、小盘盘和砝和砝码码整体整体为为研究研究对对象

4、得象得mg(Mm)a；以小；以小车为车为研究研究对对象得象得FMa；求得；求得本本实验实验用小用小盘盘和砝和砝码码的的总总重力重力mg代替小代替小车车的拉力，而的拉力，而实实际际上小上小车车所受的拉力要小于小所受的拉力要小于小盘盘和砝和砝码码的的总总重力小重力小盘盘和砝和砝码码的的总质总质量越小于小量越小于小车车的的质质量，由此引起的量，由此引起的误误差就差就越小因此，越小因此，满满足小足小盘盘和砝和砝码码的的总质总质量量远远小于小小于小车车的的质质量的目的就是减小因量的目的就是减小因实验实验原理不完善而引起的原理不完善而引起的误误差差基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实

5、验拓展创新实验2摩擦力平衡不准确、摩擦力平衡不准确、质质量量测测量不准确、量不准确、计计数点数点间间距距测测量不准确、量不准确、纸带纸带和和细绳细绳不不严严格与木板平行都会引起格与木板平行都会引起误误差差基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验热点一实验原理与操作热点一实验原理与操作【典例典例1】(2012安徽高考安徽高考21)图图1为为“探究加速度与物体探究加速度与物体质质量、物体受力关系量、物体受力关系”的的实验实验装置示意装置示意图图砂和砂桶的砂和砂桶的总质总质量量为为m，小，小车车和砝和砝码码的的总质总质量量为为M.实验实验中用砂和砂桶中用砂和砂桶总总重

6、力的大小作重力的大小作为细线对为细线对小小车车拉力的大小拉力的大小图图1基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(1)实验实验中，中，为为了使了使细线对细线对小小车车的拉力等于小的拉力等于小车车所受的合外力，所受的合外力，先先调节长调节长木板一端滑木板一端滑轮轮的高度，使的高度，使细线细线与与长长木板平行接下木板平行接下来来还还需要需要进进行的一行的一项项操作是操作是 ()A将将长长木板水平放置，木板水平放置，让让小小车连车连着已着已经经穿穿过过打点打点计时计时器的器的纸带纸带，给给打点打点计时计时器通器通电电，调节调节m的大小，使小的大小，使小车车在砂和在砂和

7、砂桶的砂桶的牵牵引下运引下运动动，从打出的，从打出的纸带纸带判断小判断小车车是否做匀速是否做匀速运运动动B将将长长木板的一端木板的一端垫垫起适当的高度，起适当的高度，让让小小车连车连着已着已经经穿穿过过打点打点计时计时器的器的纸带纸带，撤去砂和砂桶，撤去砂和砂桶，给给打点打点计时计时器通器通电电，轻轻推小推小车车，从打出的，从打出的纸带纸带判断小判断小车车是否做匀速运是否做匀速运动动C将将长长木板的一端木板的一端垫垫起适当的高度，撤去起适当的高度，撤去纸带纸带以及砂和砂以及砂和砂桶，桶，轻轻推小推小车车，观观察判断小察判断小车车是否做匀速运是否做匀速运动动基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实

8、验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(2)实验实验中要中要进进行行质质量量m和和M的的选选取，以下最合理的一取，以下最合理的一组组是是 ()AM200 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gBM200 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gCM400 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gDM400 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g(3)图图2是是实验实验中得到的一条中得到的一条纸带纸带，A、B、C、D、E、F、G为为7个相个相邻邻的的计计数点，相数点，相邻邻的两个的两个计计数点

9、之数点之间还间还有四个点未有四个点未画出量出相画出量出相邻邻的的计计数点之数点之间间的距离分的距离分别为别为：xAB4.22 cm、xBC4.65 cm、xCD5.08 cm、xDE5.49 cm，xEF5.91 cm，xFG6.34 cm.已知打点已知打点计时计时器的工作器的工作频频率率为为50 Hz，则则小小车车的加速度的加速度a_m/s2.(结结果保留二位有效数字果保留二位有效数字)基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验图图2解析解析(1)小车在运动过程中受到重力、支持力、纸带的拉力、小车在运动过程中受到重力、支持力、纸带的拉力、木板对小车的摩擦力和细线

10、拉力的作用为了使细线对小车木板对小车的摩擦力和细线拉力的作用为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合力，因此应把木板的一端垫起适当的拉力等于小车所受的合力，因此应把木板的一端垫起适当的高度，以使重力、支持力、纸带的拉力和摩擦力的合力为的高度，以使重力、支持力、纸带的拉力和摩擦力的合力为零，即小车做匀速运动，因此在进行这一操作时，不应挂砂零，即小车做匀速运动，因此在进行这一操作时，不应挂砂桶，小车应连接纸带，桶，小车应连接纸带，A、C项错误；项错误；B项正确项正确(2)由于绳子的拉力不易测量，本实验中用砂和砂桶的总重力由于绳子的拉力不易测量，本实验中用砂和砂桶的总重力来代替绳的拉力，而砂桶做加速运

11、动，设加速度大小为来代替绳的拉力，而砂桶做加速运动，设加速度大小为a，则则FTm(ga)，当砂桶的加速度很小时，当砂桶的加速度很小时，FT近似等于近似等于mg，因此实验中应控制实验条件，使砂桶的加速度很因此实验中应控制实验条件，使砂桶的加速度很基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验小只有当小车的质量远大于砂和砂桶的总质量时，小车和小只有当小车的质量远大于砂和砂桶的总质量时，小车和砂桶的加速度才很小，绳的拉力才近似等于砂和砂桶的总重砂桶的加速度才很小，绳的拉力才近似等于砂和砂桶的总重力力C项正确项正确答案答案(1)B(2)C(3)0.42基本实验要求基本实验要求

12、实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验【跟踪短训跟踪短训】1如如图图3所示，所示，为为某同学安装的某同学安装的“探究加速度与物体探究加速度与物体质质量、量、物体受力关系物体受力关系”的的实验实验装置，在小装置，在小车车的前端固定一个的前端固定一个传传感感器，和砂桶器，和砂桶连连接的接的细线细线接在接在传传感器上，通感器上，通过传过传感器可感器可显显示出示出细线细线的拉力在的拉力在图图示状示状态态下开始做下开始做实验实验图图3(1)从从图图上可以看出，上可以看出，该该同学在装置和操作中的主要同学在装置和操作中的主要错误错误是是_.基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新

13、实验拓展创新实验(2)若砂和砂桶的若砂和砂桶的质质量量为为m，小，小车车和和传传感器的感器的总总重量重量为为M，做，做好此好此实验实验_(填填“需要需要”或或“不需要不需要”)Mm的条件的条件解析解析(2)不加传感器时将砂和砂桶的重力作为细线的拉力，不加传感器时将砂和砂桶的重力作为细线的拉力，而接了传感器后细线的拉力可以直接读出而接了传感器后细线的拉力可以直接读出答案答案(1)未平衡摩擦力；未平衡摩擦力；细线细线与木板不平行；开始与木板不平行；开始实验时实验时，小小车车离打点离打点计时计时器太器太远远(2)不需要不需要基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验热点

14、二实验数据处理与误差分析热点二实验数据处理与误差分析【典例典例2】某某实验实验小小组组在在实验实验室探究加速度和力、室探究加速度和力、质质量的关量的关系系(1)甲同学在小甲同学在小车车所受合外力不所受合外力不变时变时，改，改变变小小车车的的质质量，量，得到数据如下表所示：得到数据如下表所示：实验实验次数次数小小车质车质量量m/kg小小车车加速度加速度a/(m/s2)10.200.785.0020.400.382.5030.600.251.6740.800.201.2551.000.161.00基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验c小小车车受到的合力大受到的合

15、力大约为约为_(结结果保留两位有效数果保留两位有效数字字)(2)乙同学在保持小乙同学在保持小车质车质量不量不变变的情况下，通的情况下，通过过多次改多次改变对变对小小车车的拉力，由的拉力，由实验实验数据作出的数据作出的aF图图象如象如图图乙所示，乙所示，图线图线不不过过原点的原因是原点的原因是_，小，小车车的的质质量量为为_kg.(保留保留两位有效数字两位有效数字)基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验图图4基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(2)木板木

16、板倾倾角角过过大大2.0基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验【跟踪短训跟踪短训】2某某组组同学同学设计设计了了“探究加速度探究加速度a与物体所受合力与物体所受合力F及及质质量量m的关系的关系”实验实验图图5甲甲为实验为实验装置装置简图简图，A为为小小车车，B为电为电火花火花计时计时器，器，C为为装有装有细细砂的小桶，砂的小桶，D为为一端一端带带有定滑有定滑轮轮的的长长方形木板，方形木板，实验实验中中认为细绳对认为细绳对小小车车拉力拉力F等于等于细细砂和砂和小桶的小桶的总总重量，小重量，小车车运运动动的加速度的加速度a可用可用纸带纸带上打出的点上打出的点求得求

17、得(1)图图5乙乙为为某次某次实验实验得到的得到的纸带纸带，已知，已知实验实验所用所用电电源的源的频频率率为为50 Hz.根据根据纸带纸带可求出可求出电电火花火花计时计时器打器打B点点时时的速度的速度为为_m/s，小，小车车的加速度大小的加速度大小为为_m/s2.(结结果均保留两位有效数字果均保留两位有效数字)基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验 图图5(2)在在“探究加速度探究加速度a与与质质量量m的关系的关系”时时，某同学按照自己的方，某同学按照自己的方案将案将实验实验数据都在坐数据都在坐标标系中系中进进行了行了标标注，但尚未完成注，但尚未完成图图象象(

18、如如图图6甲所示甲所示)请继续请继续帮助帮助该该同学作出坐同学作出坐标标系中的系中的图图象象基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(3)在在“探究加速度探究加速度a与合力与合力F的关系的关系”时时，该该同学根据同学根据实验实验数数据作出了加速度据作出了加速度a与合力与合力F的的图线图线如如图图6乙所示，乙所示，该图线该图线不通不通过过坐坐标标原点，原点，试试分析分析图线图线不通不通过过坐坐标标原点的原因原点的原因答：答：_.图图6基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验

19、拓展创新实验(2)将坐标系中各点连成一条直将坐标系中各点连成一条直线，连线时应使直线过尽可能线，连线时应使直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大多的点，不在直线上的点应大致对称分布在直线的两侧，离致对称分布在直线的两侧，离直线较远的点应视为错误数直线较远的点应视为错误数据，不予考虑，连线如图所据，不予考虑，连线如图所示：示：(3)图线与横轴有截距，说明实验前没有平衡摩擦力或平衡摩图线与横轴有截距，说明实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够擦力不够答案答案(1)1.63.2(2)见见解析解析(3)实验实验前没有平衡摩擦力或前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不平衡摩擦力不够够基本实验要求基本实验要求实验热

20、点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验探究高考命题视角探究高考命题视角以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥教材，体现开放性、探究性、目，不脱离教材而又不拘泥教材，体现开放性、探究性、设计性等特点设计性等特点视角视角1实验器材的改进实验器材的改进视角视角2数据处理方法的改进数据处理方法的改进小车的加速度可以利用传感器，借助于计算机来处理小车的加速度可以利用传感器，借助于计算机来处理视角视角3实验方案的改进实验方案的改进用气垫导轨和两个光电门来完成此实验用气垫导轨和两个光电门来完成此实验视角视角4以本实验为背景

21、，结合牛顿第二定律，测量两接触以本实验为背景，结合牛顿第二定律，测量两接触 面间的动摩擦因数面间的动摩擦因数基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验【典例典例3】(2013新课标全国卷新课标全国卷，22)图图7为测为测量物量物块块与水平与水平桌面之桌面之间动间动摩擦因数的摩擦因数的实验实验装置示意装置示意图图实验实验步步骤骤如下：如下：图图7用天平用天平测测量物量物块块和遮光片的和遮光片的总质总质量量M、重物的、重物的质质量量m，用游用游标标卡尺卡尺测测量遮光片的量遮光片的宽宽度度d；用米尺；用米尺测测量两光量两光电门电门之之间间的距离的距离s；基本实验要求基本

22、实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验调调整整轻轻滑滑轮轮，使，使细线细线水平；水平；让让物物块块从光从光电门电门A的左的左侧侧由静止由静止释释放，用数字毫秒放，用数字毫秒计计分分别别测测出遮光片出遮光片经过经过光光电门电门A和光和光电门电门B所用的所用的时间时间tA和和tB，求，求出加速度出加速度a；根据上述根据上述实验实验数据求出数据求出动动摩擦因数摩擦因数.回答下列回答下列问题问题：(1)测测量量d时时，某次游，某次游标标卡尺卡尺(主尺的最小分度主尺的最小分度为为1 mm)的示数的示数如如图图8所示，其所示，其读读数数为为_ cm.图图8基本实验要求基本实验要求实验热点

23、聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(2)物物块块的加速度的加速度a可用可用d、s、tA和和tB表示表示为为a_(4)如果如果细线细线没有没有调调整到水平，由此引起的整到水平，由此引起的误误差属于差属于_(选选填填“偶然偶然误误差差”或或“系系统误统误差差”)解析解析(1)d0.9 cm120.05 mm0.9 cm0.060 cm0.960 cm.基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验【探究跟踪探究跟踪】如如图图9所示是某同学探究小所示是某同学探究小车车加速度与力的关系的加速度与力的

24、关系的实验实验装装置，他将光置，他将光电门电门固定在水平固定在水平轨轨道上的道上的B点，用不同重物通点，用不同重物通过细线过细线拉同一小拉同一小车车，每次小，每次小车车都从同一位置都从同一位置A由静止由静止释释放放(1)若用若用10分度的游分度的游标标卡尺卡尺测测出遮光出遮光条的条的宽宽度度d，如，如图图10所示，所示，则宽则宽度度为为_mm，实验时实验时将小将小车车从从图图示示位置由静止位置由静止释释放，由数字放，由数字计时计时器器读读出出遮光条通遮光条通过过光光电门电门的的时间时间t，则则小小车经过车经过光光电门时电门时的速的速度度为为v v_(用字母表示用字母表示)图图9图图10基本实验

25、要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(2)测测出多出多组组重物的重物的质质量量m和和对应对应遮光条通遮光条通过过光光电门电门的的时间时间t，通，通过过描点作出描点作出线线性性图图象，研究小象，研究小车车加速度与力的关系加速度与力的关系处处理数据理数据时应时应作出作出_图图象象Atm Bt2m(3)有一位同学通有一位同学通过实验测过实验测量作出的量作出的图图线线如如图图11所示，所示，试试分析分析图线图线不通不通过过坐坐标标原点的原因是原点的原因是_；图线图线上部弯曲的原因是上部弯曲的原因是_.图图11基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(3)见答案见答案基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(3)图图象与横象与横轴轴有交点，有交点，说说明在外力比明在外力比较较小小时时小小车车没有加速没有加速度，因此度，因此说说明明实验实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足