江苏专版2019年高考物理总复习第12讲实验三加速度与物体质量物体受力的关系讲义

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1、第12讲　实验三加速度与物体质量物体受力的关系考情剖析考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求实验、探究：加速度与物体质量、物体受力的关系Ⅱ16年T11—实验，验证机械能守恒理解、应用数学处理物理问题17年T10—实验，用探究加速度与力和质量的关系装置，探究恒力做功与动能变化的关系实验探究弱项清单,实验原理和实验方法的迁移实验储备一、实验原理　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．保持质量不变，探究加速度与____________的关系．2．保持合外力不变，探究加速度与____________的关系．3．

2、作出aF图象和a图象，确定其关系．4．实验装置图5．要测量的物理量小车与小车上砝码的总质量M——天平小车受的拉力F——用天平测出小盘和砝码的质量m，F≈mg算出小车的加速度a——通过打点计时器打出的纸带测算出．二、实验器材打点计时器、纸带及复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘和砝码、细绳、低压交流电源、天平(带有一套砝码)、刻度尺．三、实验步骤1．用天平测出小车和小盘(包括其中砝码)的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来．2．将实验器材安装好(小车上不系绳)．3．把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，平

3、衡摩擦力．4．将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m0g.5．保持小车的质量不变，改变小盘(包括其中砝码)的质量，重复步骤4多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好相应纸带重物的重力m1g、m2g…表1　M不变，加速度a与受力的关系实验次数n小车受力F/N加速度a/(m·s－2)123…　　6.保持小车所受的合外力不变，在小车上加砝码，并测出小车和放上砝码后的总质量M1，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带

4、并在纸带上标上号码．7．继续在小车上加放砝码，重复步骤6，多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码．表2　F不变，加速度与质量的关系实验次数n小车质量M/kg加速度a/(m·s－2)123…　　8.利用以上两表中的数据，分别在坐标系中作出M不变时，aF图象和F不变时，aM图象．四、实验数据的处理方法——图象法、化曲为直的方法1．探究加速度与力的关系以加速度a为纵坐标，以F为横坐标，根据测量的数据描点，然后作出图象，看图象是否是通过原点的直线，就能判断a与F是否成正比．2．探究加速度与质量的关系以a为纵坐标、

5、m为横坐标，根据各组数据在坐标系中描点，将会得到如图甲所示的一条曲线．由图线只能看出m增大时a减小，但a与m具体是什么关系，不能得出．若以a为纵坐标，为横坐标，将会得到如图乙所示的一条过原点的倾斜直线，据此可判断a与m成反比．甲　　乙3．方法总结利用图象处理数据是物理实验中常用的重要方法．在实验中如果发现一个变量x与另一个变量y成反比，那么，x就应与成正比．因为在处理数据时，判断正比例函数图象比判断一条曲线是否为反比例函数图象要简单和直观得多，所以可以将反比例函数的曲线转化为正比例函数的直线进行处理．五、分

6、析、归纳、探究结论1．你在图(a)中画出的aF图象是通过原点的直线吗？说明a与F成什么关系？　(a)　　　　　　　(b)　　　　　　　(c)2．你在图(b)中画出的aM图象是直线吗？你能从(b)图中得出a与质量M的定量关系吗？3．你在图(c)中画出的a图象是过原点的直线吗？你能由图象得出a与M的关系吗？4．在误差允许的范围内得出的结论是：当M不变时，a与F成正比关系；当F不变时，a与M成反比关系．六、实验误差来源与分析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mg代替小车的拉力，而实际小车所

7、受的拉力要________小盘和砝码的总重力．小盘和砝码的总质量越接近小车和砝码的总质量，误差越大．2．摩擦力平衡不准；质量测量不准；记数点间距测量不准；纸带拉线不严格与木板平行．七、注意事项1．平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．2．实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的总质量．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．3．各纸带上的加速度a，都应是该纸带上的平均加速度．4．作图象时，要使尽

8、可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线的两侧．离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑．5．小车应靠近打点计时器且先接通电源再释放纸带．技能优化　　【典型例题1】　如图甲所示是某同学设计的“探究加速度a与力F、质量m的关系”的实验装置图，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力，小车运动加速度a可由纸带求得．甲(1)该同学对于该实验的认识，下列说法中正确的是(　　)A．该实验应用了等