【同步導(dǎo)學(xué)】高中物理課件 3.2探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系課件 教科版必修1.ppt

2 探究加速度與力 質(zhì)量的關(guān)系 2 要測(cè)量的物理量小車與其上砝碼的總質(zhì)量m 用天平測(cè)出 小車受的拉力f 用天平測(cè)出小盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量m 由f mg算出 小車的加速度a 通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)算出 測(cè)量方案的探究1 測(cè)量加速度的方案采用較多的方案是使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 在運(yùn)動(dòng)物體上安裝一條連接打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶 根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)來(lái)測(cè)量加速度 前面所述的實(shí)驗(yàn)方案 就是利用這種方法求取加速度的 它是根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中 連續(xù)相等的時(shí)間t內(nèi)的位移之差 x at2求出加速度 條件允許也可以采用氣墊導(dǎo)軌和光電門測(cè)加速度 也可利用傳感器和計(jì)算機(jī) 2 測(cè)量物體所受外力的方案由于我們上述測(cè)量加速度的方案只能適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng) 所以我們必須給物體提供一個(gè)恒定的外力 并且要測(cè)量這個(gè)外力 上述參考案例提供的外力比較容易測(cè)量 3 平衡摩擦力 把木板無(wú)滑輪的一端下面墊一薄木板 反復(fù)移動(dòng)其位置 直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后不掛重物的小車在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止 紙帶上相鄰點(diǎn)間距相等 4 將重物通過(guò)細(xì)繩系在小車上 接通電源放開小車 用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況 取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼及此時(shí)所掛重物的重力m0g 即小車受到的合力f 5 保持小車的質(zhì)量不變 改變所掛重物的重力 重復(fù)步驟4 多做幾次實(shí)驗(yàn) 每次小車從同一位置釋放 并記錄好相應(yīng)紙帶及重物的重力m1g m2g 填入表格 6 保持小車所受合外力不變 在小車上加放砝碼 并測(cè)出小車與所放砝碼的總質(zhì)量m1 接通電源 放開小車用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況 取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼 7 繼續(xù)在小車上加放砝碼 重復(fù)步驟6 多做幾次實(shí)驗(yàn) 在每次得到的紙帶上標(biāo)上號(hào)碼 記錄的數(shù)據(jù)填入表格 8 數(shù)據(jù)處理 1 物體的質(zhì)量一定 加速度與受力的關(guān)系 表一 表二 3 各紙帶上的加速度a 都應(yīng)是該紙帶上的平均加速度 4 作圖象時(shí) 要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上 不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱分布在所作直線兩側(cè) 離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)是錯(cuò)誤數(shù)據(jù) 可舍去不予考慮 5 小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且先接通電源再放手 a 用天平稱出小車和小桶及內(nèi)部所裝砂子的質(zhì)量b 按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材c 把輕繩系在小車上并繞過(guò)定滑輪懸掛砂桶d 將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6v電壓的蓄電池上 接通電源 放開小車 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn) 并在紙帶上標(biāo)明小車質(zhì)量e 保持小桶及其中砂子的質(zhì)量不變 增加小車上的砝碼個(gè)數(shù) 并記錄每次增加后的m值 重復(fù)上述實(shí)驗(yàn) f 分析每條紙帶 測(cè)量并計(jì)算出加速度的值g 作a m關(guān)系圖象 并由圖象確定a m關(guān)系 1 該同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是 該步驟應(yīng)排在 步實(shí)驗(yàn)之后 2 在上述步驟中 有錯(cuò)誤的是 應(yīng)把 改為 3 在上述步驟中 處理不恰當(dāng)?shù)氖?應(yīng)把 改為 1 根據(jù)表中數(shù)據(jù) 畫出a f圖象 2 從圖象可以判定 當(dāng)m一定時(shí) a與f的關(guān)系是什么 解析 1 若a與f成正比 則圖線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線 同時(shí)因?qū)嶒?yàn)中不可避免地出現(xiàn)誤差 研究誤差產(chǎn)生的原因 從而減小誤差增大實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性 則在誤差允許的范圍內(nèi)圖線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線即可 連線時(shí)應(yīng)使直線過(guò)盡可能多的點(diǎn) 不在直線上的點(diǎn)應(yīng)大致對(duì)稱分布在直線兩側(cè) 離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)視為錯(cuò)誤數(shù)據(jù) 不予考慮 a f圖象如下圖所示 2 1 若測(cè)得某一物體受力f一定時(shí) a與m的關(guān)系數(shù)據(jù)如下表所示 a 形成圖甲的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大b 形成圖乙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小c 形成圖丙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大d 形成圖丁的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小 解析 根據(jù)圖象可分析 甲 乙兩圖中 當(dāng)外力f 0時(shí)加速度a 0 則說(shuō)明f 0時(shí)已經(jīng)有加速度 這說(shuō)明木板傾角過(guò)大 木板的傾角越大 小車獲得的動(dòng)力就越大 越容易出現(xiàn)甲 乙兩圖所對(duì)應(yīng)的情況 因此選項(xiàng)a正確 丙 丁兩圖中 當(dāng)加速度a 0時(shí)外力f 0 即拉力不為零時(shí)加速度卻仍為零 這說(shuō)明還有摩擦力沒(méi)有平衡掉 因此木板傾角過(guò)小 選項(xiàng)d正確 答案 ad 本實(shí)驗(yàn)中 小車所受的作用力是指小車所受的合外力 如果不采用一定的辦法平衡掉小車以及紙帶所受的摩擦力 或者平衡摩擦力時(shí) 方法不正確 都會(huì)帶來(lái)很大的實(shí)驗(yàn)誤差 平衡摩擦力的方法是 將長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高 把小車放在木板上 連上紙帶 接通電源 輕推小車 當(dāng)紙帶上打點(diǎn)比較均勻時(shí) 我們認(rèn)為小車在木板上做勻速運(yùn)動(dòng) 此時(shí)說(shuō)明摩擦力恰好被平衡 答案 acd 2 在 探究加速度與力 質(zhì)量的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn)中 下列說(shuō)法中正確的是 a 平衡摩擦力時(shí) 小桶應(yīng)用細(xì)線通過(guò)定滑輪系在小車上 但小桶內(nèi)不能裝砂b 實(shí)驗(yàn)中無(wú)需始終保持小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂和小桶的質(zhì)量c 實(shí)驗(yàn)中如用縱坐標(biāo)表示加速度 用橫坐標(biāo)表示小車和車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量 描出相應(yīng)的點(diǎn)在一條直線上 即可證明加速度與質(zhì)量成反比d 平衡摩擦力時(shí) 小車后面的紙帶必須連好 因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過(guò)程中紙帶也要受阻力 答案 d 3 在 探究物體的加速度與力 質(zhì)量的關(guān)系 時(shí) 下列說(shuō)法中正確的是 a 同時(shí)測(cè)出物體的質(zhì)量 加速度和力 能容易發(fā)現(xiàn)三者之間的關(guān)系b 保持物體的質(zhì)量不變 一定要測(cè)出加速度的數(shù)值 才能找出加速度與力的關(guān)系c 可以利用物體做自由落體運(yùn)動(dòng)來(lái)探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系d 如果加速度與力的圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線 則加速度與力成正比 解析 判斷三個(gè)量之間的關(guān)系時(shí) 應(yīng)控制一個(gè)量不變 來(lái)探究另兩個(gè)量之間的關(guān)系 即采取控制變量法 a錯(cuò) 本實(shí)驗(yàn)只是探究?jī)蓚€(gè)量之間的關(guān)系 只要找到二者之間的比例關(guān)系即可 不一定要測(cè)出加速度的具體數(shù)值 b錯(cuò) 自由落體運(yùn)動(dòng)加速度g a 不隨質(zhì)量而變化 c錯(cuò) 答案 d 4 某同學(xué)做 加速度與力 質(zhì)量的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)時(shí) 在平衡摩擦力時(shí) 把長(zhǎng)木板的一端墊得過(guò)高 使得傾角偏大 他所得到的a f關(guān)系可用下圖中哪個(gè)圖象表示 a是小車的加速度 f是細(xì)線作用于小車的拉力 解析 長(zhǎng)木板一端墊得過(guò)高 傾角過(guò)大時(shí) 下滑分力大于摩擦力 沒(méi)有沙桶的重力做牽引力時(shí) 小車所受合力不為零 有加速度 從a f圖象看 即f 0 a 0 故正確答案為c 答案 c 答案 小車的質(zhì)量 6 做 探究加速度與力 質(zhì)量的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn) 主要的步驟有 a 將一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板放在水平桌面上 取兩個(gè)質(zhì)量相等的小車 放在光滑的水平長(zhǎng)木板上b 打開夾子 讓兩個(gè)小車同時(shí)從靜止開始運(yùn)動(dòng) 小車運(yùn)動(dòng)一段距離后 夾上夾子 讓它們同時(shí)停下來(lái) 用刻度尺分別測(cè)出兩個(gè)小車在這一段相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移大小 c 分析所得到的兩個(gè)小車在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移大小與小車所受的水平拉力的大小的關(guān)系 從而得到質(zhì)量相等的物體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體所受作用力大小的關(guān)系d 在小車的后端也分別系上細(xì)繩 用一只夾子夾住這兩根細(xì)繩e 在小車的前端分別系上細(xì)繩 繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤 盤內(nèi)分別放著數(shù)目不等的砝碼 使砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 分別用天平測(cè)出兩個(gè)砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量上述實(shí)驗(yàn)步驟 正確的排列順序是 解析 正確的順序應(yīng)為a e d b c 答案 a e d b c 7 如下圖所示 是某次利用氣墊導(dǎo)軌探究加速度與力 質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置安裝完畢后的示意圖 圖中a為砂桶和砂 b為定滑輪 c為滑塊及上面添加的砝碼 d為紙帶 e為電火花計(jì)時(shí)器 f為蓄電池 電壓為6v g是電鍵 請(qǐng)指出圖中的三處錯(cuò)誤 1 2 3 答案 1 b接滑塊的細(xì)線應(yīng)水平 或與導(dǎo)軌平行 2 c滑塊離計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn) 3 e電火花計(jì)時(shí)器用的是220v的交流電 不能接直流電 8 2009年高考江蘇卷 探究加速度與物體質(zhì)量 物體受力的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示 1 在平衡小車與桌面之間摩擦力的過(guò)程中 打出了一條紙帶如圖乙所示 計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0 02s 從比較清晰的點(diǎn)起 每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離 該小車的加速度a m s2