高三物理“牛頓運動定律”第6課時 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗復習學案

1、江蘇省常州市西夏墅中學高三物理“牛頓運動定律”第6課時 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗復習學案*基礎(chǔ)知識梳理一、實驗目的：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系mM打點計時器紙帶二、實驗原理：探究加速度a與力F、質(zhì)量m的關(guān)系時，應用的基本方法是_三、實驗器材：小車，砝碼，小桶，砂，細線，附有定滑輪的長木板，墊塊，_，低壓_電源，導線兩根，紙帶，_，_。四、實驗步驟：1用調(diào)整好的_測出小車和小桶的質(zhì)量M和m，把數(shù)據(jù)記錄下來。2按如圖裝置把實驗器材安裝好，只是不把掛小桶用的細線系在小車上，即不給小車加牽引力。3_：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊塊，反復移動墊塊的位置，直至小車在斜面上運動時可以保持勻速直

2、線運動狀態(tài)（可以從_判斷）。4在小車上加放砝碼，小桶里放入適量的砂，把砝碼和砂的質(zhì)量M和m記錄下來。把細線系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶，接通電源，放開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，取下紙帶，在紙帶上寫上編號。5保持_不變，改變砂的質(zhì)量（要用天平稱量），按步驟4再做5次實驗。6算出每條紙帶對應的加速度的值。7用縱坐標表示加速度a，橫坐標表示作用力F，即砂和桶的總重力(m+m)g，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標平面上描出相應的點，作圖線。若圖線為_，就證明了研究對象質(zhì)量不變時其加速度與它所受作用力成正比。8保持_不變，在小車上加放砝碼，重復上面的實驗，并做好記錄，求出相應的加速度，用縱坐標表示加速度a

3、，橫坐標表示小車和車內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，在坐標平面上根據(jù)實驗結(jié)果描出相應的點并作圖線，若圖線為_，就證明了研究對象所受作用力不變時其加速度與它的質(zhì)量成反比。*典型問題分析例1、在做驗證牛頓第二定律的實驗時，某學生將實驗裝置按如圖安裝，準備接通電源后開始做實驗，但他的裝置圖中有兩個明顯的錯誤：（1）_(2)_例2、在做“驗證牛頓運動定律”實驗時，按實驗要求安裝好器材后，應按一定的步驟進行實驗，下列給出供選擇的操作步驟：A保持小桶和砂的質(zhì)量不變，在小車里加砝碼，測出加速度，重復幾次B保持小車質(zhì)量不變，改變小桶里砂子的質(zhì)量，測出加速度，重復幾次C用天平測出小車、小桶和砂子的質(zhì)量D在長木板沒有定滑輪的

4、一端墊上厚度合適的墊木，平衡摩擦力E根據(jù)測出的數(shù)據(jù)，分別畫出加速度和力的關(guān)系圖線及加速度和質(zhì)量的倒數(shù)關(guān)系圖線F用秒表測出小車運動的時間G將裝有砂子的小桶用細線通過定滑輪系到小車上，接通電源，釋放小車，在紙帶上打出一系列的點紙帶m打點計數(shù)器M以上步驟中，不必要的步驟是_，正確步驟的合理順序是_.（填寫代表字母）例3、在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系時,采用如圖所示的實驗裝置，小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶由打點計數(shù)器打上的點計算出：(1)當M與m的大小關(guān)系滿足_時，才可以認為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力。 (2)一組

5、同學在先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量一定，探究做加速度與質(zhì)量的關(guān)系，以下做法錯誤的是：( )A平衡摩擦力時，應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上B每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力C實驗時，先放開小車，再接通打點計時器電源D小車運動的加速度可用天平測出m以及小車質(zhì)量M，直接用公式am/求出。0FaC0FaD（3）在保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度與所受合外力的關(guān)系時，由于平衡摩擦力時操作不當，二位同學得到的a關(guān)系分別如下圖、所示（a是小車的加速度，是細線作用于小車的拉力）。其原因分別是：圖： 圖： (4) 實驗中，在研究小車的加速度a和小車的質(zhì)量M的關(guān)系時，由于沒有始終滿足

6、Mm的條件，結(jié)果得到的圖象應是圖中的哪一個 ( ) 活學活用：（2009江蘇高考）“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實驗裝置如圖實三-2甲所示.(1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中,打出了一條紙帶如圖乙所示.計時器打點的時間間隔為0.02 s.從比較清晰的點起,每5個點取一個計數(shù)點,量出相鄰計數(shù)點之間的距離.該小車的加速度a=_m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)平衡摩擦力后,將5個相同的砝碼都放在小車上.掛上砝碼盤,然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中,測量小車的加速度.小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表:請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖實三-3中作出a-F的關(guān)系圖

7、象.(3)根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)作出的a-F圖線不通過原點.請說明主要原因.例4、在“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”實驗中，某小組設(shè)計了如圖實三-8所示的實驗裝置.圖中上下兩層水平軌道表面光滑，兩小車前端系上細線，細線跨過定滑輪并掛上砝碼盤，兩小車尾部細線連到控制裝置上，實驗時通過控制裝置使兩小車同時開始運動，然后同時停止.（1）在安裝實驗裝置時，應調(diào)整滑輪的高度，使_.在實驗時，為減小系統(tǒng)誤差，應使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量_（選填“遠大于”、“遠小于”或“等于”）小車的質(zhì)量.（2）本實驗通過比較兩小車的位移來比較小車加速度的大小，能這樣比較，是因為_.*課后復習鞏固1、關(guān)于探究加速度與物體質(zhì)

8、量、物體受力的關(guān)系的實驗，下列說法中符合實際的是 ( )A.通過同時改變小車的質(zhì)量m及受到的拉力F的研究，能歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系B.通過保持小車質(zhì)量不變，只改變小車的拉力的研究，就可以歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系C.通過保持小車受力不變，只改變小車質(zhì)量的研究，就可以得出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系D.先不改變小車質(zhì)量，研究加速度與力的關(guān)系；再不改變力，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系2、在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗中，關(guān)于平衡摩擦力的說法中正確的是（）A、“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是讓小車受到的摩擦力為零B、“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是讓

9、小車受到的重力下滑分力與所受到的摩擦阻力相平衡C、“平衡摩擦力”時應將小車在鉤碼通過細繩和滑輪而拉動的過程中進行調(diào)整D、“平衡摩擦力“是否成功，可由小車拖動打點計時器打出的紙帶上的點跡間距是否均勻來確定3、（2010三明模擬）用如圖實三-7甲所示的裝置做“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”實驗，甲同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的小車的加速度a和小車所受拉力F的圖象為圖中的直線，乙同學畫出的a-F圖象為下圖中的直線.直線、在縱軸或橫軸上的截距較大，明顯超出了誤差范圍，下面給出了關(guān)于形成這種情況原因的四種解釋，其中可能正確的是（ ）A.實驗前甲同學沒有平衡摩擦力B.甲同學在平衡摩擦力時，把長木板的末端抬

10、得過高了C.實驗前乙同學沒有平衡摩擦力D.乙同學在平衡摩擦力時，把長木板的末端抬得過高了4、（07海南）現(xiàn)要驗證“當質(zhì)量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律。給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面（如圖）、小車、計時器一個、米尺。（）填入適當?shù)墓交蛭淖郑晟埔韵聦嶒灢襟E（不考慮摩擦力的影響）： 小車自斜面上方一固定點1從靜止開始下滑至斜面底端2，記下所用的時間 用米尺測量1與2之間的距離s，則小車的加速度_。A1A2 用米尺1相對于2的高h。設(shè)小車所受重力為mg，則小車所受的合外力_。 改變_，重復上述測量。 以h為橫坐標，為縱坐標，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作用作圖。如能得到一條過原點的直線，則可以驗證“當質(zhì)量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律。（）在探究如何消除上述實驗中摩擦阻力影響的過程中，某同學設(shè)計的方案是： 調(diào)節(jié)斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑。測量此時1點相對于斜面底端2的高度ho。 進行（1）中的各項測量。 計算與作圖時用（hho）代替h。對此方案有以下幾種評論意見：. 方案正確可行. 方案的理論依據(jù)正確，但利用所給的器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運動。. 方案的理論依據(jù)有問題，小車所受摩擦力與斜面傾角有關(guān)。其中合理的意見是_。5、（2009年臺州模擬）如圖所示，在研究牛頓第二定律的演示實驗中，若1、2兩