高考物理一轮复习实验探究加速度与力质量的关系学案

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1、2020届一轮复习人教版实验：探究加速度与力质量的关系学案1.实验原理（见实验原理图）（1）保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系．（2）保持合外力不变，探究加速度与质量的关系．140（3）作出a－F图象和a－2.实验器材图象，确定其关系．m40小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺．3.实验步骤（1）用天平测出小车和盛有砝码的小盘的质量m和m′，把数据记录在表格中；（2）把实验器材安装好，平衡摩擦力；（3）在小盘里放入适量的砝码，把砝码和小盘的质量m′记录在

2、表格中；（4）保持小车的质量不变，改变砝码的质量，按上面步骤再做5次实验；（5）算出每条纸带对应的加速度的值并记录在表格中；（6）用纵坐标表示加速度a，横坐标表示合外力，即砝码和小盘的总重力m′g，根据实验数据在坐标平面上描出相应的点，作图线；（7）用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车质量的倒数，在坐标系中根据实验数据描出相应的点并作图线。4.数据处理2（1）利用Δx＝aT及逐差法求a.40（2）以a为纵坐标，F为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比．40（3）以a为纵坐标，1m为横坐

3、标，描点、连线，如果该线为过原点的直线，就能判定a与m成反比．401.注意事项（1）平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动．40（2）不重复平衡摩擦力．（3）实验条件：m?m′.（4）一先一后一按：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，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．1.误差分析（1）因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力m′g

4、代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．（2）摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．1．用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f＝50Hz.平衡摩擦力后，在保持实验小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为；改变砂桶中沙子的质量，重复实验三次．（1）在验证“质量一定，

5、加速度与合外力的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的图象，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能有．A．木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足）B．木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度）C．砂桶和沙子的总质量远小于小车和砝码的总质量（即）D．砂桶和沙子的总质量未远小于小车和砝码的总质量．（2）实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中、、、、、、为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则小车运动的加速度＝.（结果保留3位有效数字）40（3）小车质量一定，改变砂桶中沙子的质量

6、，砂桶和沙子的总质量为，根据实验数据描绘出的小车加402速度与砂桶和沙子的总质量之间的关系图象如图丁所示，则小车的质量.（g=10m/s）【答案】（1）BD（2）2.00（3）0.4（2）相邻两计数点间还有4个点未画出，则两计数点间时间间隔小车运动的加速度40（3）设绳子拉力为，对砂桶和沙子受力分析，由牛顿第二定律可得：对小车和砝码受力分析，由牛顿第二定律可得：联立解得：，整理得：由关系图象可得：，解得：。7.“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图（a）所示，实验中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力F。通过增加钩码

7、的数量，多次测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。（1）图线（选填“①”或“②”）是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；（2）在轨道水平时，小车运动的阻力Ff＝N；40（3）图乙中，拉力F较大时，a-F图线明显弯曲，产生误差。为避免此误差可采取的措施是。A．调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动B．在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车的总质量C．将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在

8、力传感器上，用力传感器读数代替钩码的重力D．更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验【答案】（1）（2）0.5N（3）C（3）拉力F较大时，a-F图线明显弯曲，因为此时钩码的质量不满足远小于小车的质量，钩码的重力不等于绳子的拉力，避免此误差的方法是运用力传感器，直接读出绳子