2019高考物理一轮优选全国经典版讲义：实验四探究加速度与力+含答案

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1、实验四探究加速度与力.质量的关系板块一主干梳理•夯实基础O实验原理与操作♦实验目的1.学会用控制变量法研究物理规律。2.探究加速度与力、质量的关系。3.掌握利用图象处理数据的方法。♦实验原理探究加速度“与力F及质量M的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控制一个参量小车的质量M不变，讨论加速度与力F的关系，再控制祛码和小盘的质量不变，即力F不变，改变小车质量M,讨论加速度仇与M的关系。♦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、祛码、夹子、细绳.低压交流电源、导线、天平（带有一套祛码）、刻度尺。♦实验步骤称量质量用天

2、平测量小盘的质量加o和小车的质量Mo。2.装器材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绳系在小车上（即不给小车牵引力）。小车打点计时器实验台纸带/一端冇定滑轮砥码的长木板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，反复移动薄木块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态。1.让小车靠近打点计时器，挂上小盘和祛码，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。计算小盘和耘码的重力，即为小车所受的合外力，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1中。2.改变小盘内祛码的个数，重复步骤

3、4,并多做几次。3.保持小盘内的祛码个数不变，在小车上放上舷码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带。计算祛码和小车的总质量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表2中。7.改变小车上祛码的个数，重复步骤6,并多做几次。表1实验次数加速度«/(ms~2)小车受力F/N1234表2实验次数加速度a/(m・s-2)小车和舷码的总质量M/kg1234◎数据处理与分析♦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。与小车所

4、受牵引力F,建立直角坐标系，描点画炉F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与小车和祛码总质量建立直角坐标系，描点画a—£图象，如果图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。♦误差分析因实验原理不完善引起误差。以小车、小盘和祛码整体为研究对象得mg=(M+/n)a；以小车为研究对象得F=Ma；求得F=M11+M本实验用小盘和舷码的总重力加g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和祛码的总重力。小盘和祛码的总质量越小于小车的质量，由此引起的误差就越小。因此，满足小盘和祛码

5、的总质量远小于小车的质量的目的就是减小因实验原理不完善而引起的误差。2.摩擦力平衡不准确造成误差。3.质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差、细绳或纸带不与木板平行等都会引起误差。♦注意事项1.平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，且要让小车拖着纸带匀速运动。2.不重复平衡摩擦力：整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和祛码的总质量还是改变小车和祛码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力。3.实验条件：每条纸带都必须在满足小车的质量远大于小盘和祛码的总质量的条件下打出。只有如此，小盘和祛码

6、的总重力才可视为小车受到的拉力。4.一先一后一按住：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。1.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。♦实验改进1.用气垫导轨和光电门来完成此实验。2.用拉力传感器直接测绳的拉力。板块二考点细研•悟法培优考点1对实验原理及误差分析的考查[2017•山西太原一模]用图a的装置“探究加速度与力、质量的关系”时有两个“巧妙”的设计，一是要求小车的质量远大于砂和砂桶的质量之

7、和；二是对小车要进行“平衡摩擦力”操作。回答下列问题:(1)实验要求“小车质量远大于砂和砂桶质量之和”的目的是►■■AScii(2)对小车进行“平衡摩擦力”操作时，下列必须进行的是(填字母序号)。A.取下砂和砂桶B.在空砂桶的牵引下，轻推一下小车，小车能做匀速直线运动C.小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时，打点计时器的电源应断开D.把长木板没有定滑轮的一端垫起适当高度(3)在满足实验条件下，某同学得到了如图b的图线(M为小车和祛码的总质量)，图线在纵轴上截距不为零的原因是尝试解答⑴小车所受拉力近似等于砂和砂桶的总重力(2)AD(3)长木板倾角过

8、大。(1)小车质量远大于砂和砂桶的质量之和时，小车和砂桶的加速度很小，此时砂和砂桶的总重力近似等于小车所受拉