2020版物理浙江高考选考一轮复习讲义:必修1第三章实验3探究加速度与力、质量的关系.doc.pdf
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1、卖殓3探老加速度与力、质童的关糸 实验基础梳理 电磁打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附冇定滑轮的长木板、小盘、夹辱颐子、细绳、低 压交流电源、导线、天平、刻度尺、祛码、薄木块_ 何両两?采取控制变虽法. 即先控制一个参址一小车的质hbw不变. 探究加速度 巴豎逻勻忑力F的关系; 再控制小盘和舷码的质锻不变?即力不变. 探究加速度“ 与小车质讹M的关系 (1)称讹质讹:用天平测讹小盘的质缺m和小乍的质讹M (2)安装器材: 按照如图所示装置把实验器材安装好. 只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上 ( 即不给小车牵引力 ) (3)平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的- ?端下而垫上一块薄木块?使小车
2、 匀速下滑 _ (4)操作: 小盘通过细绳绕过滑轮系丁?小车上,先接通电源后放开小车?取卜?纸带编号码 保持小车的质蜀M不变,改变祛码和小盘的质蜀加重复步骤 保持畦码和小盘的质星加不变?改变小午质虽重复以上步骤 囲屈计算加速度( 用逐差法 ) _ - |(2)作图象找关系图象、寻图象) 实验结论 )- 加速度与合外力成止比,与质駅成反比 注意事项 1.实验方法:控制变量法。 2.平衡摩擦力:在平衡摩擦力时,不要悬挂小盘,但小车应连着纸带且接通电源。用 手给小车一个初速度,如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的,表明小车受到的阻力 跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。 3.不重复平衡摩擦力:平衡了摩擦力
3、后,不管以后是改变小盘和祛码的总质量还是改 变小车和祛码的总质量,都不需要重新平衡摩擦力。 4?实验条件:M?m。只有如此,小盘和舷码的总重力才可视为小车受到的拉力。 5?先一后一按住:改变拉力和小车质量后, 每次开始时小车应尽量靠近打点计时器, 并应先接通电源,后放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车。 6. 作图:作图时两轴标度比例要适当,各量须采用国际单位,这样作图线吋,坐标点 间距不至于过密,误差会小些。 誤差分析 1.因实验原理不完善引起的误差:本实验用小盘和磁码的总重力mg代替小车的拉力, 而实际上小车所受的拉力要小于小盘和畦码的总重力。 2.摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数
4、点间距测量不准确、纸带和细绳不严格 与木板平行都会引起误差。 紧抓教材落实基础 热点一教材原型实验 【例1 (2017-11月浙江选考 ) 在做“探究加速度与力、质量的关系”实验中, (1)_ 下列仪器需耍用到的是 ( 多选)。 (2)_ 下列说法正确的是(多选)。 A.先释放纸带再接通电源 B.拉小车的细线应尽可能与长木板平行 C.纸带与小车相连端的点迹较疏 D.轻推小车,拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡 (3)如图1所示是实验时打出的一条纸带,A、B、C、D为每隔4个点取的计数点 , 据此纸带可知小车在D点的速度大小为 _ m/s( 小数点后保留两位 )。 ABC D E F
5、? ? ? ? ? ? |iiii|iiii|iiii|iiii|iiiipiii|iiii 卩ii|iii|iiii|iii 屮ii|ii【i|iiii|iii 屮ii|iiiipiii|iiiipiii| 0 lcm 2 3 4 5 6 7 ?9 10 解析(1)本实验通过打点计时器打出的纸带分布求物体的加速度,需要通过改变小车质 量,用控制变量法研究加速度、质量、合外力之间的关系,所以选择仪器A、 Do (2)实验时应先接通电源,待打点计时器正常工作后,再释放小车,A错误;为了保 证绳子拉力沿木板方向,所以绳子要与木板平行,所以B正确;小车释放前应尽量靠 近打点计时器,以保证点足够多,便
6、于分析小车加速度,开始运动时小车速度较慢, 点间距较小,选项C错误;连纸带的小车匀速下滑时表示小车所受合外力为零, 说明摩擦力已被平衡,选项D正确。 答案(1)AD (2)BD (3)0.21 热点二实验拓展创新 实验热点突破 实验热点各个击破 根据vD= (6,5 xl X1 2 m/s=0.21 m/So 1.实验器材的改进 (1)气垫导轨(不用平衡摩擦力)查代长木板(如图2) 利用光电门测速度(如图3) (3)利用位移传感器测位移(如图4) 位移传感器 (发射器) 小车 轨道 钩码 2?数据测量的改进 求出加速度 小车的加速度rh位移传感器及与之相连的讣算机得到 3.实验的拓展延伸 以“
7、探究加速度与力、质量的关系”为背景测量物块与木板间的动摩擦因数。 【例2在用DIS研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组先用如图5a所示 的 实验装置,重物通过滑轮用细线拉小车,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力 位移传感器 (接收器) : 通过 打点 替代 纸带 求加 速度 2 测定通过的时间 ?由a 打点 小车、硅码计牆 图2 遮光片 图3 传感器,位移传感器(发射器)随小车一起沿水平轨道运动,位移传感器(接收器) 固定在轨道一端,实验中力传感器的拉力为F,保持小车包括位移传感辭(发 射器)的质量不变,改变重物重力重复实验若干次,得到加速度与外力的关系如图 b所示。 位移传感器位移传
8、感器 (接收器)(发射器) 右- (1) 小车与轨道间的滑动摩擦力Fj=_No (2)_ 从图象中 分析,小车包括位移传感器(发射器)的质量为 _ kg0 (3)该实验小组为得到a与F成正比的关系,应将斜面的倾角0调整到tan 0 _ 0 解析(1)根据图象可知,当F=0.67 N时,小车开始有加速度,则竹=0.67 N。 (2)根据牛顿第二定律。 =护=护一豈,则 a-F图象的斜率表示小车包括位移传 感器(发射器)质量的倒数,则 1 4.0-2.0 2 “=萨茹页 kg方kg-0.67kgo (3)为得到d与F成正比的关系,则应该平衡摩擦力,则有: Mgsin 3=/iMgcos 9 解得t
9、an 0=“, 根据Ff=pMg得“=严-=0.1 3X1 所以tan 0=0.1。 答案(1) 0.67 (2) 0.67 (3) 0.1 I跟进题组多角练透 力传感器 重物 小车 / 轨道 1. (2018-11月浙江选考)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,两个相 同的小车放在光滑水平板上,前端各系一条细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小 盘,盘中可放重物。小车的停和动通过用黑板擦按住小车后的细线和抬起来控制, 如图 6甲所示。实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力。 (1)_ 请指出 图乙屮错误之处: _ O (2)调整好实验装置后,在某次实验中测得两小车
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