2019版高考物理总复习实验创新增分专题四探究加速度与力质量的关系学案

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1、实验四　探究加速度与力、质量的关系一、实验目的1．学会用控制变量法探究物理规律。2．探究加速度与力、质量的关系。3．学会利用图象法处理实验数据的方法。4．学会近似代替法的思想。二、实验原理1．当质量一定时，研究加速度与合外力的关系a∝F合。2．当合外力一定时，研究加速度与质量的关系a∝。三、实验器材打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。四、实验步骤1．称量质量：用天平测量小盘的质量m0和小车的质量M。2．仪器安装：按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细线系在小车

2、上(即不给小车牵引力)。3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车在斜面上做匀速直线运动。4．数据计算和记录(1)保持小车的质量不变：把小车靠近打点计时器，挂上小盘和砝码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带。计算小盘和砝码的重力，即为小车所受的合力，由纸带计算出小车的加速度，并把力和对应的加速度填入表(一)中。改变小盘内砝码的个数，并多做几次。(2)保持小盘内的砝码个数不变：在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带。计算砝码和小车的总质量M，并由纸带计算出小车对应的加速度，并将所对应的质量和加速度填入

3、表(二)中。改变小车上砝码的个数，并多做几次。表(一)实验次数加速度a/(m·s－2)小车受力F/N123…表(二)实验次数加速度a/(m·s－2)小车和砝码的总质量M/kg小车和砝码的总质量的倒数/kg－1123…五、数据处理1．计算加速度：先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度。2．作图象找关系：根据记录的各组对应的加速度a与小车所受牵引力F，建立直角坐标系，描点画aF图象。如果图象是一条过原点的倾斜直线，便证明加速度与作用力成正比。再根据记录的各组对应的加速度a与小车和小车上砝码总质量M，建立直角坐标系，描点画a图象，如果图

4、象是一条过原点的倾斜直线，就证明了加速度与质量成反比。六、误差分析1．系统误差以小车、小盘和砝码整体为研究对象得mg＝(M＋m)a以小车为研究对象得F＝Ma，求得F＝·mg＝·mg

5、平衡摩擦力时，要调出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力。此时，不要把悬挂小盘的细线系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，要让小车拖着纸带运动。2．实验条件：M≫m。只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力。3．一先一后一按住：改变拉力和小车质量后，每次开始时，小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达定滑轮前按住小车。4．作图：作图时，两坐标轴的比例要适当，要使尽可能多的点落在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称地分布在所作直线两侧。考点1　基础实验[例1]　(2017·辽宁葫芦岛六校联考)如图1

6、所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置，数字化信息系统可以获得小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图。钩码的质量为m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g。(1)下列说法中正确的是________。A．每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力B．实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源C．本实验m2应远小于m1D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a图象(2)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得F＝m1g，作出aF图象，他可能作出图2中________(填“甲”“乙”或“丙”)图线。此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的

7、主要原因是________。A．小车与轨道之间存在摩擦B．导轨保持了水平状态C．钩码的总质量太大D．所用小车的质量太大(3)实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的a图象如图3。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数μ＝________，钩码的质量m1＝________。　(4)实验中打出的纸带如图4所示。相邻计数点间的时间是0.1s，由此可以算出小车运动的加速度是______m/s2。解析　(1)根据平衡摩擦力原理可得μmgcosθ＝mgsinθ，即只要满足μ＝tanθ即可，所以重新