高三物理一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案：第13講+實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

1/1第13講探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)提綱課程標(biāo)準(zhǔn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系。命題趨勢(shì)：“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)在高考中是重點(diǎn)考查的內(nèi)容，通常與其他規(guī)律綜合出現(xiàn)，試題往往具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性，難度中等偏上，注重控制變量法、圖像法的應(yīng)用。本節(jié)如何復(fù)習(xí)本實(shí)驗(yàn)是高考重點(diǎn)考查的實(shí)驗(yàn)之一，對(duì)本實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)要理解實(shí)驗(yàn)的基本思想，依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析平衡摩擦力的必要性和造成系統(tǒng)誤差的原因，依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和器材的選?。畬W(xué)習(xí)目標(biāo)：理解實(shí)驗(yàn)原理；學(xué)會(huì)用控制變量法研究多個(gè)物理量間的關(guān)系；掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法；知道減小誤差的措施．基礎(chǔ)感知(思＼議)：一、研讀課本(必修一第4章第2節(jié))．二、(思＼議)1、本實(shí)驗(yàn)的基本思想是什么？如何利用本思想探究加速度與合外力、加速度與質(zhì)量的關(guān)系？2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法是什么？如何利用此方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理？3、本實(shí)驗(yàn)為什么要平衡摩擦力（補(bǔ)償阻力）？怎樣平衡摩擦力（補(bǔ)償阻力）？4、本實(shí)驗(yàn)為什么要保證砝碼和砝碼盤的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？如何減小或消除系統(tǒng)誤差？5、在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，必須使槽碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M嗎？6、每次改變小車受到的拉力，都必須重新補(bǔ)償阻力嗎？深化認(rèn)知：做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，圖甲是教材中的實(shí)驗(yàn)方案；圖乙是拓展方案，其實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：（?。焐贤斜P和砝碼，改變木板的傾角，使質(zhì)量為M的小車拖著紙帶沿木板勻速下滑；（ⅱ）取下托盤和砝碼，測(cè)出其總質(zhì)量為m，讓小車沿木板下滑，測(cè)出加速度a；（ⅲ）改變砝碼質(zhì)量和木板傾角，多次測(cè)量，通過(guò)作圖可得到a-①實(shí)驗(yàn)獲得如圖所示的紙帶，計(jì)數(shù)點(diǎn)a、b、c、d、e、f間均有四個(gè)點(diǎn)未畫出，則在打d點(diǎn)時(shí)小車的速度大小vd=_____②需要滿足條件M?m的方案是_____（選填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作a-F圖象時(shí)，把mg作為F值的是_____（選填“甲”、“乙”或“甲和乙2、小明利用圖甲所示裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的有。

A．補(bǔ)償阻力時(shí)，應(yīng)通過(guò)細(xì)線掛上槽碼，小車后面的紙帶需穿過(guò)限位孔B．每次改變小車的質(zhì)量后,需重新補(bǔ)償阻力C．使槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的目的是讓線對(duì)小車的拉力大小近似等于槽碼的重力D．處理數(shù)據(jù)時(shí)，在紙帶上每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),可減小實(shí)驗(yàn)誤差(2)實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如圖乙所示,圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，則打B點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為m/s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為m/s2(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。

(3)實(shí)驗(yàn)中作出如圖丙所示的a-F圖像，在F較大時(shí)，出現(xiàn)圖線明顯彎曲的現(xiàn)象，造成這一現(xiàn)象的原因是。

(4)若在圖甲所示裝置的槽碼上方增加一個(gè)力傳感器測(cè)F進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則(選填“仍會(huì)”或“不會(huì)”)出現(xiàn)第(3)問(wèn)中a-F圖線彎曲的現(xiàn)象。

(5)小華利用如圖丁所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖中上、下兩層水平軌道，細(xì)線跨過(guò)滑輪并掛上砝碼盤，兩小車尾部細(xì)線連到控制裝置上,實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)控制裝置使兩小車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng),并同時(shí)停止。她測(cè)量了上、下小車的位移分別為13.00cm、7.00cm，質(zhì)量分別為400g、200g，則上、下小車的加速度之比為。

3、在天宮課堂中、我國(guó)航天員演示了利用牛頓第二定律測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)。受此啟發(fā)。某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、力傳感器、無(wú)線加速度傳感器、輕彈簧和待測(cè)物體等器材設(shè)計(jì)了測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示。主要步驟如下：①將力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端支架上，加速度傳感器固定在滑塊上；②接通氣源，放上滑塊，調(diào)平氣墊導(dǎo)軌；圖甲③將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊。彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)滑塊左端位于O點(diǎn)。A點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為5.00cm，拉動(dòng)滑塊使其左端處于A點(diǎn)，由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)；④計(jì)算機(jī)采集獲取數(shù)據(jù)，得到滑塊所受彈力F、加速度a隨時(shí)間t變化的圖像，部分圖像如圖乙所示。圖乙圖丙回答以下問(wèn)題(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)：(1)彈簧的勁度系數(shù)為N/m。(2)該同學(xué)從圖乙中提取某些時(shí)刻F與a的數(shù)據(jù)，畫出a-F圖像如圖丙中Ⅰ所示，由此可得滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為kg。(3)該同學(xué)在滑塊上增加待測(cè)物體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，在圖丙中畫出新的a-F圖像Ⅱ，則待測(cè)物體的質(zhì)量為kg。請(qǐng)發(fā)散思維，我發(fā)現(xiàn)和積累的問(wèn)題評(píng)價(jià)意見與等級(jí)教師簽字：

深化認(rèn)知參考答案：1、（ⅲ）①0.19（0.18~0.19均可）②甲甲和乙2、(1)CD