【優(yōu)化方案】浙江省高考物理總復(fù)習(xí) 第3章 實(shí)驗(yàn)四探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系課件 大綱人教

實(shí)驗(yàn)四探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

過程分析導(dǎo)引實(shí)驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)四探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系知識(shí)要點(diǎn)歸納知能優(yōu)化演練知識(shí)要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律．2．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．3．掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法．實(shí)驗(yàn)原理探究加速度a與力F及質(zhì)量M的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用的基本方法是控制變量法，即先控制一個(gè)參量——小車的質(zhì)量M不變，討論加速度a與力F的關(guān)系，再控制砝碼和小盤的質(zhì)量不變，即力F不變，改變小車質(zhì)量M，討論加速度a與M的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小盤、砝碼、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺．過程分析導(dǎo)引一、實(shí)驗(yàn)步驟1．用天平測(cè)量小盤的質(zhì)量m0和小車的質(zhì)量M0.2．把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路．圖3－4－13．平衡摩擦力：小車的尾部掛上紙帶，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，將木板無滑輪的一端稍微墊高一些，使小車在不掛小盤和砝碼的情況下，能沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)．這樣小車所受重力沿木板的分力與小車所受滑動(dòng)摩擦力平衡．在保證小盤和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件下，可以近似認(rèn)為小盤和砝碼的總重力大小等于小車所受的合外力的大?。?．把小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，掛上小盤和砝碼，先接通電源，再讓小車拖著紙帶在木板上勻加速下滑，打出一條紙帶．計(jì)算小盤和砝碼的重力，即為小車所受的合外力，由紙帶計(jì)算出小車的加速度，并把力和對(duì)應(yīng)的加速度記錄在紙帶上(或表格中)．5．改變小盤內(nèi)砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟4，并多做幾次．6．保持小盤內(nèi)的砝碼個(gè)數(shù)不變，在小車上放上砝碼改變小車的質(zhì)量，讓小車在木板上滑動(dòng)打出紙帶．計(jì)算砝碼和小車的總質(zhì)量M，并由紙帶計(jì)算出小車對(duì)應(yīng)的加速度．7．改變小車上砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟6，所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量和加速度也需記錄．二、數(shù)據(jù)處理1．把小車在不同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/(m·s－2)小車受力F/N1234由以上數(shù)據(jù)畫出它的a－F關(guān)系圖象如圖3－4－2所示．通過a－F關(guān)系圖象，我們可以得出小車的加速度a與力F成正比．圖3－4－22．把不同質(zhì)量的小車在相同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/(m·s－2)小車質(zhì)量M/kg1234圖3－4－3三、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)應(yīng)注意的事項(xiàng)項(xiàng)1．一定要做好好平衡摩擦力力的工作，也也就是調(diào)出一一個(gè)合適的斜斜面，使小車車的重力沿著著斜面方向的的分力正好平平衡小車受的的摩擦阻力．．在平衡摩擦擦力時(shí)，不要要把懸掛小盤盤的細(xì)線系在在小車上，即即不要給小車車加任何牽引引力，并要讓讓小車拖著打打點(diǎn)的紙帶運(yùn)運(yùn)動(dòng)．2．實(shí)驗(yàn)步驟2、3不需要重復(fù)，，即整個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)平衡了摩擦擦力后，不管管以后是改變變小盤和砝碼碼的總質(zhì)量還還是改變小車車和砝碼的總總質(zhì)量，都不不需要重新平平衡摩擦力．．3．每條紙帶必必須在滿足小小車與車上所所加砝碼的總總質(zhì)量遠(yuǎn)大于于小盤和砝碼碼的總質(zhì)量的的條件下打出出．只有如此此，小盤和砝砝碼的總重力力才可視為小小車受到的拉拉力．4．改變拉力和和小車質(zhì)量后后，每次開始始時(shí)小車應(yīng)盡盡量靠近打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并并應(yīng)先接通電電源，再放開開小車，且應(yīng)應(yīng)在小車到達(dá)達(dá)滑輪前按住住小車．5．作圖象時(shí)，，要使盡可能能多的點(diǎn)在所所作直線上，，不在直線上上的點(diǎn)應(yīng)盡可可能對(duì)稱分布布在所作直線線兩側(cè)．6．作圖時(shí)兩軸軸標(biāo)度比例要要選擇適當(dāng)．．各量須采用用國際單位，，這樣作圖線線時(shí)，坐標(biāo)點(diǎn)點(diǎn)間距不至于于過密，誤差差會(huì)小些．7．為提高測(cè)量量精度，可以以采取下列措措施：(1)應(yīng)舍掉掉紙帶帶上開開頭比比較密密集的的點(diǎn)，，在后后邊便便于測(cè)測(cè)量的的地方方找一一個(gè)起起點(diǎn)．．(2)可以把把每打打五次次點(diǎn)的的時(shí)間間作為為時(shí)間間單位位，即即從開開始點(diǎn)點(diǎn)起，，每隔隔四個(gè)個(gè)點(diǎn)標(biāo)標(biāo)出一一個(gè)計(jì)計(jì)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)，而而相鄰鄰計(jì)數(shù)數(shù)點(diǎn)間間的時(shí)時(shí)間間間隔為為T＝0.1秒．四、誤誤差分分析及及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)改進(jìn)進(jìn)1．誤差差分析析(1)質(zhì)量的的測(cè)量量誤差差，紙紙帶上上打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器打打點(diǎn)間間隔距距離的的測(cè)量量誤差差，拉拉線或或紙帶帶不與與木板板平行行等都都會(huì)造造成誤誤差．．(2)因?qū)嶒?yàn)驗(yàn)原理理不完完善造造成誤誤差：：本實(shí)實(shí)驗(yàn)中中用小小盤和和砝碼碼的總總重力力代替替小車車受到到的拉拉力(實(shí)際上上小車車受到到的拉拉力要要小于于小盤盤和砝砝碼的的總重重力)，存在在系統(tǒng)統(tǒng)誤差差，小小盤和和砝碼碼的總總質(zhì)量量越接接近小小車的的質(zhì)量量，誤誤差就就越大大；反反之，，小盤盤和砝砝碼的的總質(zhì)質(zhì)量越越小于于小車車的質(zhì)質(zhì)量，，誤差差就越越?。?3)平衡衡摩摩擦擦力力不不準(zhǔn)準(zhǔn)造造成成誤誤差差：：在在平平衡衡摩摩擦擦力力時(shí)時(shí)，，除除了了不不掛掛小小盤盤外外，，其其他他的的都都跟跟正正式式實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)一一樣樣(比如如要要掛掛好好紙紙帶帶、、接接通通打打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)器器)，勻勻速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的的標(biāo)標(biāo)志志是是打打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)器器打打出出的的紙紙帶帶上上各各點(diǎn)點(diǎn)的的距距離離相相等等．．2．實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)改改進(jìn)進(jìn)本實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中中可可以以用用氣氣墊墊導(dǎo)導(dǎo)軌軌來來代代替替長(zhǎng)長(zhǎng)木木板板，，這這樣樣就就省省去去了了平平衡衡小小車車摩摩擦擦力力的的麻麻煩煩，，小小車車的的加加速速度度也也可可以以利利用用傳傳感感器器，，借借助助于于計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)來來處處理理．．實(shí)驗(yàn)典例精析(2009年高高考考上上海海卷卷)如圖圖3－4－4所示示為為““用用DIS(位移移傳傳感感器器、、數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)采采集集器器、、計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī))研究究加加速速度度和和力力的的關(guān)關(guān)系系””的的實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝裝置置．．題型一實(shí)驗(yàn)原理和誤差分析例1圖3－4－(1)在該該實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中中必必須須采采用用控控制制變變量量法法，，應(yīng)應(yīng)保保持持________不變變，，用用鉤鉤碼碼所所受受的的重重力力作作為為________，用用DIS測(cè)小小車車的的加加速速度度．．(2)改變變所所掛掛鉤鉤碼碼的的數(shù)數(shù)量量，，多多次次重重復(fù)復(fù)測(cè)測(cè)量量．．在在某某次次實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中中根根據(jù)據(jù)測(cè)測(cè)得得的的多多組組數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)可可畫畫出出a－F關(guān)系圖線線(如圖3－4－5所示)．圖3－4－5①分析此此圖線的的OA段可得出出的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)論是是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.②(單選題)此圖線的的AB段明顯偏偏離直線線，造成成此誤差差的主要要原因是是()A．小車與與軌道之之間存在在摩擦B．導(dǎo)軌保保持了水水平狀態(tài)態(tài)C．所掛鉤鉤碼的總總質(zhì)量太太大D．所用小小車的質(zhì)質(zhì)量太大大【答案】(1)小車的總總質(zhì)量(或：小車車的質(zhì)量量)小車所受受外力(或：外力力、合外外力)(2)①在質(zhì)量量不變的的條件下下，加速速度與合合外力成成正比②②C(2011年紹興模模擬)某實(shí)驗(yàn)小小組利用用如圖3－4－6所示的實(shí)實(shí)驗(yàn)裝置置來探究究當(dāng)合外外力一定定時(shí)，物物體運(yùn)動(dòng)動(dòng)的加速速度與其其質(zhì)量之之間的關(guān)關(guān)系．題型二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理例2圖3－4－6(1)由圖3－4－6中刻度尺尺讀出兩兩個(gè)光電電門中心心之間的的距離x＝24cm，由圖3－4－7中游標(biāo)卡卡尺測(cè)得得遮光條條的寬度度d＝________cm.該實(shí)驗(yàn)小小組在做做實(shí)驗(yàn)時(shí)時(shí)，將滑滑塊從圖圖3－4－6所示位置置由靜止止釋放，，由數(shù)字字計(jì)時(shí)器器可以讀讀出遮光光條通過過光電門門1的時(shí)間Δt1，遮光條條通過光光電門2的時(shí)間Δt2，則滑塊塊經(jīng)過光光電門1時(shí)的瞬時(shí)時(shí)速度的的表達(dá)式式v1＝________，滑塊經(jīng)經(jīng)過光電電門2時(shí)的瞬時(shí)時(shí)速度的的表達(dá)式式v2＝________，則滑塊塊的加速速度的表表達(dá)式a＝________.(以上表達(dá)達(dá)式均用用字母表表示)圖3－4－7(2)在本次實(shí)實(shí)驗(yàn)中，，實(shí)驗(yàn)小小組通過過改變滑滑塊質(zhì)量量總共做做了6組實(shí)驗(yàn)，，得到如如表所示示的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)．．通過分分析表中中數(shù)據(jù)后后，你得得出的結(jié)結(jié)論是________．m(g)a(m/s2)2502.023001.653501.334001.255001.008000.63(3)現(xiàn)需通過過圖象進(jìn)進(jìn)一步