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1、2020版高考物理人教版山东一轮复习课件：实验4-探究加速度与物体受力、物体质量的关系(共49张PPT)一、实验目的1.学会用控制变量法研究物理量的关系。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。二、实验原理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。3.作出a-F图象和a-图象,确定其关系。三、实验器材打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码。2四、实验步骤
2、1.称量质量——用天平测量小盘的质量m1和小车的质量m2。2.安装器材——按如图所示装置安装器材(只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上)。3.平衡摩擦力——在长木板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,直至小车能拉着纸带匀速下滑。3命题点一命题点二教材原型实验典例1某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”,电源为50Hz的交流电源。7命题点一命题点二8命题点一命题点二(1)完成下列实验步骤中的填空:Ⅰ.平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,
3、调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列点迹均匀的点。Ⅱ.按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。Ⅲ.打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m。Ⅳ.按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤Ⅲ。Ⅴ.在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,测量相邻计数点的间距x1,x2,…,求出与不同m相对应的加速度a。9命题点一命题点二(2)完成下列填空:①本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊
4、盘和盘中物块的质量之和为m1,车的质量为M,则应满足的条件是。②设纸带上相邻两个计数点间的距离分别用x1、x2、x3、x4、x5、x6来表示从O点开始各相邻两个计数点间的距离,用T表示相邻计数点的时间间隔,则该匀变速直线运动的加速度的表达式为a=(用符号写出表达式,不要求计算)。打E点时小车的速度大小为vE=m/s。(保留3位有效数字)③图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿第二定律成立,则小车受到的拉力为,小车的质量为。10命题点一命题点二11命题点一命题
5、点二思维点拨本实验质量间满足的条件是m1远小于M;根据Δx=aT2求加速度;根据中间时刻的瞬时速度等于该段的平均速度求E点时小车的速度;根据图象截距、斜率的含义求小车受到的拉力和小车的质量。本题考查学生对实验的探究过程、获取和处理信息的能力,目的是培养学生的科学探究能力和科学的态度与责任。12命题点一命题点二实验拓展创新以本实验为背景,通过改变实验条件、实验仪器和实验数据的处理设置题目,或者通过实验原理的拓展来设置题目。一、实验器材的改进13命题点一命题点二二、数据测量的改进三、实验的拓展延伸以
6、验证牛顿运动定律为背景测量物块与木板间的动摩擦因数。14命题点一命题点二典例2(2016·全国卷Ⅲ)某物理课外小组利用图(a)中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滑车相连,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0.010kg。实验步骤如下:15命题点一命题点二(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
7、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s,绘制s-t图象,经数据处理后可得到相应的加速度a。16命题点一命题点二(3)对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图象如图(b)所示:由图(b)求出此时小车的加速度(保留2位有效数字),将结果填入下表。17命题点一命题点二(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点,并作出a-n图象。从图象可以看出:当物体质量一定
8、时,物体的加速度与其所受的合外力成正比。18命题点一命题点二(5)利用a-n图象求得小车(空载)的质量为kg(保留2位有效数字,重力加速度g取9.8m·s-2)。(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1),下列说法正确的是(填入正确选项前的标号)。A.a-n图线不再是直线B.a-n图线仍是直线,但该直线不过原点C.a-n图线仍是直线,但该直线的斜率变大答案:(3)0.40(0.37~0.49均对)(4)a-n图线见解析(5)0.45(在0.43和0.47范围内都给分)(6)BC解析:(3)小滑车
