第四章2 实验：探究加速度与力、质量的关系课件(共27张PPT).pptx

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1、第第四四章章 运动和力的关系运动和力的关系第2节 实验：探究加速度与力、质量的关系题组一实验原理与实验操作1.2022广东普宁市华侨中学高一期末图甲为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置图，图中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，D为垫块，小车通过纸带与打点计时器相连，打点计时器接50 Hz交流电。小车的质量为m1，小盘及砝码的质量为m2。（1）本实验所采用的科学方法是（选填字母代号）。A.控制变量法B.等效替代法C.理想实验法 D.理想模型法A AC C丙丙解解 析析20.5820.58（20.5020.5020.8020.80均可）均可）题组二实验数据处理及误差分析

2、解解 析析3.2020北京卷在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：（1）为猜想加速度与质量的关系，可利用图所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止。抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小车的位移，可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件，下列说法正确的是（选填选项前的字母）。A.小车质量相同，钩码质量不同B.小车质量不同，钩码质量相同C.小车质量不同，钩码质量不同B B题组三创新实验（3）在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。请在图中画出小车受力的示意图

3、。为了简化“力”的测量，下列说法正确的是（选填选项前的字母）。A.使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力B.若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力C.无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力D.让小车的运动趋近于匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力A A解解 析析4.2022湖南邵东高一期末如图是某同学探究“小车的加速度与合外力的关系”的实验装置，轨道上的B点固定一光电门，平衡摩擦力后将连接小车的细线跨过滑轮系住小钩码，在A点释放小车，测出小车上挡光片通过光电门的时间为t。（1）若挡光片的宽度为d，挡光片前端距光电门的距离为L，则小车的加速度a=。（2）在

4、该实验中，下列操作中正确的是（）A.要用天平称量小车质量B.每次改变钩码，都不需要测量其质量（或重力）C.调节滑轮的高度，使细线与轨道平行D.每次小车从A点出发，允许有不同的初速度BCBC解解 析析5.一同学用如图甲所示实验装置（打点计时器、纸带图中未画出）探究在水平固定的长木板上物体加速度随着外力变化的关系。分别用不同的重物P挂在光滑的轻质滑轮上，使平行于长木板的细线拉动长木板上的物体A由静止开始加速运动（纸带与打点计时器之间的阻力及空气阻力可忽略）。实验后将物体A换成物体B重做实验，进行数据处理，分别得到了物体A、B的加速度a与轻质弹簧测力计弹力F的关系图像，如图乙所示。（1）由图甲判断下

5、列说法正确的是。A.实验时应先接通打点计时器的电源，后释放重物PB.弹簧测力计的示数F即物体A或B受到的合外力C.实验中物体A或B的质量应远大于重物P的质量D.弹簧测力计的读数始终是重物P的重力的一半A A（2）该同学实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交变电源上，某次得到一条纸带，打出的部分计数点如图丙所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）。x1=3.61 cm，x2=4.41 cm，x3=5.19 cm，x4=5.97 cm，x5=6.78 cm，x6=7.58 cm，则小车的加速度a=m/s2（结果保留两位有效数字）。0.790.79解解 析析6.拓展某物理课外小组利用图中

6、的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010 kg。实验步骤如下：（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑。（2）将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N-n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移x，绘制x-t图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。题组四新高考适应练

7、（3）对应于不同的n的a值见下表。n=2时的x-t图像如图甲所示；由图求出此时小车的加速度（保留两位有效数字），将结果填入下表。（4）利用表中的数据在图乙中补齐数据点，并作出a-n图像，从图像可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。（3）_0.390.39（0.400.40也可）也可）解解 析析7.用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。（1）下列操作中正确的有。A.调节滑轮的高度，使拉小车的细线与水平面保持平行B.实验时，先接通打点计时器的电源后再放开小车C.平衡摩擦力后，增减小车上的砝码后不需要重新调节长木板的倾角D.小车撞击到滑轮后立即关闭电源BCBC（2）

8、图乙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标出，量出相邻的计数点之间的距离分别为：xAB=3.20 cm、xBC=3.63 cm、xCD=4.06 cm、xDE=4.47 cm，xEF=4.89 cm，xFG=5.33 cm。已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度a=m/s2。（结果保留两位有效数字）（3）该同学用图像法处理数据，得出a-F图像如图丙所示，已知实验过程中细线与长木板保持平行，图像没有过坐标原点的原因是。0.420.42平衡摩擦力过度平衡摩擦力过度解解 析析BDBDADAD（3）实验中打出一条纸带的一部

9、分如图所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C，相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上，则打点计时器打B点时，小车的速度vB=m/s（结果保留到小数点后两位）。多测几个点的速度作出v-t图像，就可以得到小车的加速度。0.440.44解解 析析9.某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码质量m的对应关系图，如图乙所示。实验中小车（含发射器）的质量为200 g，选择了不可伸长的轻质细绳和轻质定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题：（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成（选填“线性”或“非线

10、性”）关系。（2）由图乙可知，a-m图线不经过原点，可能的原因是 。（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与合外力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是_，钩码的质量应满足的条件是_。非线性非线性存在摩擦力存在摩擦力调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远远小于小于小车小车的质量的质量（1）将题图乙中各点连线，得到的是一条曲线，故a与m的关系是非线性的。（2）由题图乙可知，当钩码的质量不为零时，在一定范围内小车的加速度仍为零，即钩码对小车的拉力大于某一数值时小车才产生加速度，故可能的原因是存在摩擦力。（3）若将钩码所受重力作为小车所受的合外力，则应满足两个条件，一是要平衡摩擦力，二是钩码的质量远小于小车的质量。解解 析析谢谢 谢谢