高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)增分 專題4 探究加速度與力課件

牛頓運(yùn)動(dòng)定律第第 三三 章章實(shí)驗(yàn)四探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)四探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系考綱要求考情分析命題趨勢驗(yàn)證牛頓第二定律2016全國卷，232015全國卷，22高考對(duì)本實(shí)驗(yàn)的考查主要側(cè)重于以下三個(gè)方面：1.實(shí)驗(yàn)條件的控制，如托盤砝碼的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量、平衡摩擦力等；2.對(duì)“控制變量法”的理解和應(yīng)用；3.通過圖象分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及誤差分析知識(shí)梳理知識(shí)梳理夯實(shí)基礎(chǔ)夯實(shí)基礎(chǔ)核心考點(diǎn)核心考點(diǎn)分層突破分層突破對(duì)應(yīng)演練對(duì)應(yīng)演練遷移運(yùn)用遷移運(yùn)用欄目導(dǎo)航 一、實(shí)驗(yàn)流程知識(shí)梳理知識(shí)梳理 夯實(shí)基礎(chǔ)夯實(shí)基礎(chǔ) 二、注意事項(xiàng) 1實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法 2平衡摩擦力：不懸掛小盤，但小車連著紙帶 3不重復(fù)：不重復(fù)平衡摩擦力 4實(shí)驗(yàn)條件：Mm.小盤和砝碼的總重力可視為小車受到的拉力 5一先一后一按住：先接通電源，后放小車，且在小車到達(dá)滑輪前按住小球 6作圖：作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要適當(dāng)，各量須采用國際單位 2摩擦力平衡不準(zhǔn)確造成誤差在平衡摩擦力時(shí)，除了不掛小盤外，其他的均與正式實(shí)驗(yàn)一樣(比如要掛好紙帶、接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)，勻速運(yùn)動(dòng)的標(biāo)志是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上各相鄰兩點(diǎn)間的距離相等 3質(zhì)量的測量誤差、紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)間隔距離的測量誤差、細(xì)繩或紙帶不與木板平行等都會(huì)引起誤差 考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)原理與基本操作 例1圖為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖砂和砂桶的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M.實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車?yán)Φ拇笮『诵目键c(diǎn)核心考點(diǎn) 分層突破分層突破 (1)實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行接下來還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是_. (填正確答案標(biāo)號(hào)) A將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng) B將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋屝≤囘B著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng) C將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)B (2)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是_.(選填正確答案標(biāo)號(hào)) AM200 gm10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g BM200 gm20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g CM400 gm10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g DM400 gm20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gC (3)如圖所示，是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為xAB4.22 cm、xBC4.65 cm、xCD5.08 cm、xDE5.49 cm、xEF5.91 cm、xFG6.34 cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz，則小車的加速度a_m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 解析(1)小車在運(yùn)動(dòng)過程中受到重力、支持力、紙帶的拉力、木板對(duì)小車的摩擦力和細(xì)線拉力的作用為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合力，應(yīng)把木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，以使重力、支持力、紙帶的拉力和摩擦力的合力為零?.42 考點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)原理與數(shù)據(jù)處理 例2某物理實(shí)驗(yàn)課外小組利用圖甲中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系圖甲中，置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010 kg.實(shí)驗(yàn)步驟如下： (1)將5個(gè)鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑 (2)將n(依次取n1,2,3,4,5)個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余Nn個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行，釋放小車，同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對(duì)于位移其起始位置的位移s，繪制st圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a. (3)對(duì)應(yīng)于不同的n的a值見下表n2的st圖象如圖乙所示，由圖乙求出此時(shí)小車的加速度(保留兩位有效數(shù)字)，將結(jié)果填入下表.n12345a/(ms2) 0.20_0.580.781.000.39 (4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖丙中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出an圖象從圖象可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與其所受的合外力成正比 (5)利用an圖象求得小車(空載)的質(zhì)量為_kg.(保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取g9.8 m/s2) (6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1)，下列說法正確的是_(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào)) Aan圖線不再是直線 Ban圖線仍是直線，但該直線不過原點(diǎn) Can圖線仍是直線，但該直線的斜率變大0.44 BC 考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新 高考命題對(duì)本實(shí)驗(yàn)可從下列幾個(gè)方面創(chuàng)新 1實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)： (1)氣墊導(dǎo)軌替代長木板；(2)光電門替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 2實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)： (1)用力傳感器或彈簧測力計(jì)測量對(duì)小車的拉力； (2)在驗(yàn)證a與F的關(guān)系時(shí)，保持小車、鉤碼和桶的總質(zhì)量不變 3數(shù)據(jù)處理方法的改進(jìn)： 小車的加速度可以利用傳感器，借助于計(jì)算機(jī)來處理 例3(2017北京朝陽模擬)某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)要探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖甲所示的裝置，水平軌道上安裝兩個(gè)光電門，小車上固定有力傳感器和擋光板，細(xì)線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤實(shí)驗(yàn)首先保持軌道水平，通過調(diào)整砝碼盤里砝碼的質(zhì)量讓小車做勻速運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)平衡摩擦力，再進(jìn)行后面的操作，并在實(shí)驗(yàn)中獲得以下測量數(shù)據(jù)：小車、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量M，平衡摩擦力時(shí)砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m0，擋光板的寬度d，光電門1和2的中心距離s. (1)該實(shí)驗(yàn)是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量？_. (選填“需要”或“不需要”) (2)實(shí)驗(yàn)需用游標(biāo)卡尺測量擋光板的寬度d，如圖乙所示，d_mm.不需要不需要 5.50