福建省長泰一中高三物理 第三章 實驗四 驗證牛頓運(yùn)動定律復(fù)習(xí)課件 新人教版必修1

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1、實驗四 驗證牛頓運(yùn)動定律1.1.學(xué)會用控制變量法研究物理規(guī)律學(xué)會用控制變量法研究物理規(guī)律2.2.驗證牛頓第二定律驗證牛頓第二定律3.3.掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法探究加速度探究加速度a a與力與力F F及質(zhì)量及質(zhì)量M M的關(guān)系時，應(yīng)用的基本方法是控制變的關(guān)系時，應(yīng)用的基本方法是控制變量法，即先控制一個參量量法，即先控制一個參量小車的質(zhì)量小車的質(zhì)量M M不變，探究加速度不變，探究加速度a a與力與力F F的關(guān)系；再控制小盤和砝碼的質(zhì)量不變，即力的關(guān)系；再控制小盤和砝碼的質(zhì)量不變，即力F F不變，探不變，探究加速度究加速度a a與小車質(zhì)量與小車質(zhì)量M M的關(guān)系的關(guān)系. .

2、打點(diǎn)計時器、紙帶、復(fù)寫紙、小車、一端附有定滑輪的長木板、打點(diǎn)計時器、紙帶、復(fù)寫紙、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平、刻度尺、砝小盤、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平、刻度尺、砝碼、薄木塊碼、薄木塊. .一、實驗步驟一、實驗步驟1.1.用天平測量小盤的質(zhì)量用天平測量小盤的質(zhì)量m m0 0和小車的質(zhì)量和小車的質(zhì)量M M0 0. .2.2.按照如圖所示裝置把實驗器材安裝好，只是不把懸掛小盤的按照如圖所示裝置把實驗器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上細(xì)繩系在小車上( (即不給小車牽引力即不給小車牽引力).).3.3.平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的

3、一端下面墊上一塊薄平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，反復(fù)移動薄木塊的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動時可以木塊，反復(fù)移動薄木塊的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動時可以保持勻速運(yùn)動狀態(tài)，這時小車拖著紙帶運(yùn)動時受到的摩擦力恰保持勻速運(yùn)動狀態(tài)，這時小車拖著紙帶運(yùn)動時受到的摩擦力恰好與小車所受重力在斜面方向上的分力平衡好與小車所受重力在斜面方向上的分力平衡. .4.4.把細(xì)繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛小盤，小盤里放砝碼，把細(xì)繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛小盤，小盤里放砝碼，先接通電源再放開小車，打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)先接通電源再放開小車，打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一系列的點(diǎn). .計算小

4、盤和砝碼的重力，在小盤和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量計算小盤和砝碼的重力，在小盤和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件下，可以認(rèn)為等于小車所受的合外力，由紙帶計算出小的條件下，可以認(rèn)為等于小車所受的合外力，由紙帶計算出小車的加速度，并把力和對應(yīng)的加速度填入表車的加速度，并把力和對應(yīng)的加速度填入表( (一一) )中中. .5.5.改變小盤內(nèi)砝碼的個數(shù)，重復(fù)步驟改變小盤內(nèi)砝碼的個數(shù)，重復(fù)步驟4 4，并多做幾次，并多做幾次. .6.6.保持小盤內(nèi)的砝碼個數(shù)不變，在小車上放上砝碼改變小車的保持小盤內(nèi)的砝碼個數(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打出紙帶質(zhì)量，讓小車在木板上滑動打出紙帶. .計

5、算砝碼和小車的總質(zhì)量計算砝碼和小車的總質(zhì)量M M，并由紙帶計算出小車對應(yīng)的加速度，并由紙帶計算出小車對應(yīng)的加速度. .7.7.改變小車上砝碼的個數(shù)，重復(fù)步驟改變小車上砝碼的個數(shù)，重復(fù)步驟6 6，并將所對應(yīng)的質(zhì)量和加，并將所對應(yīng)的質(zhì)量和加速度填入表速度填入表( (二二) )中中. .表表( (一一) )實驗次數(shù)實驗次數(shù)加速度加速度a/(msa/(ms-2-2) )小車受力小車受力F/NF/N1 12 23 34 4表表( (二二) )實驗次數(shù)實驗次數(shù)加速度加速度a/(msa/(ms-2-2) )小車和砝碼的小車和砝碼的總質(zhì)量總質(zhì)量M/kgM/kg1 12 23 34 4二、數(shù)據(jù)處理二、數(shù)據(jù)處理1

6、.1.需要計算各種情況下所對應(yīng)的小車的加速度，可使用需要計算各種情況下所對應(yīng)的小車的加速度，可使用“研究研究勻變速直線運(yùn)動勻變速直線運(yùn)動”的方法：先在紙帶上標(biāo)明計數(shù)點(diǎn)，測量各計的方法：先在紙帶上標(biāo)明計數(shù)點(diǎn)，測量各計數(shù)點(diǎn)間的距離，根據(jù)逐差法計算各條紙帶對應(yīng)的加速度數(shù)點(diǎn)間的距離，根據(jù)逐差法計算各條紙帶對應(yīng)的加速度. .2.2.需要記錄各組對應(yīng)的加速度需要記錄各組對應(yīng)的加速度a a與小車所受牽引力與小車所受牽引力F F，然后，然后建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示加速度建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示加速度a a，橫坐標(biāo)表示作用力，橫坐標(biāo)表示作用力F F，描點(diǎn)畫，描點(diǎn)畫a a- -F F圖象，如果圖象是一條過

7、原點(diǎn)的傾斜直線，便證圖象，如果圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜直線，便證明加速度與作用力成正比明加速度與作用力成正比. .再記錄各組對應(yīng)的加速度再記錄各組對應(yīng)的加速度a a與小車和與小車和砝碼總質(zhì)量砝碼總質(zhì)量M M，然后建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示加速度，然后建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示加速度a a，橫坐標(biāo)表示總質(zhì)量的倒數(shù)橫坐標(biāo)表示總質(zhì)量的倒數(shù) ，描點(diǎn)畫，描點(diǎn)畫a a- - 圖象，如果圖象是圖象，如果圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜直線，就證明了加速度與質(zhì)量成反比一條過原點(diǎn)的傾斜直線，就證明了加速度與質(zhì)量成反比. .1M1M1.1.因?qū)嶒炘聿煌晟埔鸬恼`差因?qū)嶒炘聿煌晟埔鸬恼`差: :以小車、小盤和砝碼整體為

8、研以小車、小盤和砝碼整體為研究對象得究對象得mg=(M+m)a;mg=(M+m)a;以小車為研究對象得以小車為研究對象得F=Ma;F=Ma;求得求得: :F= mgF= mgmgmgM1mgmMm1M本實驗用小盤和砝碼的總重力本實驗用小盤和砝碼的總重力mgmg代替小車的拉力，而實際上小代替小車的拉力，而實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力. .小盤和砝碼的總質(zhì)量小盤和砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量，由此引起的誤差就越小越小于小車的質(zhì)量，由此引起的誤差就越小. .因此，滿足小盤和因此，滿足小盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的目的就是減小因?qū)嶒炘聿豁来a的

9、總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的目的就是減小因?qū)嶒炘聿煌晟贫鸬恼`差完善而引起的誤差. .2.2.摩擦力平衡不準(zhǔn)確造成誤差，在平衡摩擦力時，除了不掛小摩擦力平衡不準(zhǔn)確造成誤差，在平衡摩擦力時，除了不掛小盤外，其他的均與正式實驗一樣盤外，其他的均與正式實驗一樣( (比如要掛好紙帶、接通打點(diǎn)計比如要掛好紙帶、接通打點(diǎn)計時器時器) )，勻速運(yùn)動的標(biāo)志是打點(diǎn)計時器打出的紙帶上各相鄰兩點(diǎn)，勻速運(yùn)動的標(biāo)志是打點(diǎn)計時器打出的紙帶上各相鄰兩點(diǎn)間的距離相等間的距離相等. .3.3.質(zhì)量的測量誤差、紙帶上打點(diǎn)計時器打點(diǎn)間隔距離的測量誤質(zhì)量的測量誤差、紙帶上打點(diǎn)計時器打點(diǎn)間隔距離的測量誤差、細(xì)繩或紙帶不與木板平行等都會

10、引起誤差差、細(xì)繩或紙帶不與木板平行等都會引起誤差. .1.1.在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上，即不在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著紙帶勻速運(yùn)動要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著紙帶勻速運(yùn)動. .2.2.整個實驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總整個實驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力質(zhì)量還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力. .3.3.每條紙帶都必須在滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)每條紙帶都必須在滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼

11、的總質(zhì)量的條件下打出量的條件下打出. .只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力受到的拉力. .4.4.改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計時器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)定滑輪時器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)定滑輪前按住小車前按住小車. .5.5.作圖象時，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的作圖象時，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)盡可能對稱地分布在所作直線兩側(cè)點(diǎn)應(yīng)盡可能對稱地分布在所作直線兩側(cè). .6.6.作圖時兩軸標(biāo)度

12、比例要適當(dāng)，各量須采用國際單位作圖時兩軸標(biāo)度比例要適當(dāng)，各量須采用國際單位. .這樣作圖這樣作圖線時，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過密，誤差會小些線時，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過密，誤差會小些. .7.7.為提高測量精度為提高測量精度(1)(1)應(yīng)舍掉紙帶上開頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量的地方找應(yīng)舍掉紙帶上開頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量的地方找一個起點(diǎn)一個起點(diǎn). .(2)(2)可以把每打五次點(diǎn)的時間作為時間單位，即從開始點(diǎn)起，每可以把每打五次點(diǎn)的時間作為時間單位，即從開始點(diǎn)起，每五個點(diǎn)標(biāo)出一個計數(shù)點(diǎn)，則相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為五個點(diǎn)標(biāo)出一個計數(shù)點(diǎn)，則相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為T=0.1 s.T=0.1 s.本實

13、驗中可以用氣墊導(dǎo)軌來代替長木板本實驗中可以用氣墊導(dǎo)軌來代替長木板, ,這樣就省去了平衡小車這樣就省去了平衡小車摩擦力的麻煩摩擦力的麻煩, ,小車的加速度也可以利用傳感器小車的加速度也可以利用傳感器, ,借助于計算機(jī)借助于計算機(jī)來處理來處理. .熱點(diǎn)一熱點(diǎn)一 實驗原理和實驗器材的分析實驗原理和實驗器材的分析【例證【例證1 1】(2012(2012安徽高考安徽高考) )圖甲為圖甲為“驗證牛頓第二定律驗證牛頓第二定律”的的實驗裝置示意圖實驗裝置示意圖. .砂和砂桶的總質(zhì)量為砂和砂桶的總質(zhì)量為m,m,小車和砝碼的總質(zhì)量小車和砝碼的總質(zhì)量為為M.M.實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)Φ膶嶒炛?/p>

14、用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)Φ拇笮〈笮? .(1)(1)實驗中，為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，實驗中，為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行. .接下來還接下來還需要進(jìn)行的一項操作是需要進(jìn)行的一項操作是( )( )A.A.將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計時器的紙帶，將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計時器的紙帶，給打點(diǎn)計時器通電，調(diào)節(jié)給打點(diǎn)計時器通電，調(diào)節(jié)m m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動，從打出的紙帶判斷小車是否做

15、勻速運(yùn)動運(yùn)動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動B.B.將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋屝≤囘B著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計時器通電，輕推小車，計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動C.C.將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，撤去紙帶以及砂和砂桶，將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(2)(2)實驗中要進(jìn)行質(zhì)量實驗中要進(jìn)行質(zhì)量m m和和M M的選取，以下最合

16、理的一組是的選取，以下最合理的一組是( )( )A.M=200 g,m=10 gA.M=200 g,m=10 g、15 g15 g、20 g20 g、25 g25 g、30 g30 g、40 g40 gB.M=200 g,m=20 gB.M=200 g,m=20 g、40 g40 g、60 g60 g、80 g80 g、100 g100 g、120 g120 gC.M=400 g,m=10 gC.M=400 g,m=10 g、15 g15 g、20 g20 g、25 g25 g、30 g30 g、40 g40 gD.M=400 g,m=20 gD.M=400 g,m=20 g、40 g40 g

17、、60 g60 g、80 g80 g、100 g100 g、120 g120 g(3)(3)圖乙是實驗中得到的一條紙帶，圖乙是實驗中得到的一條紙帶，A A、B B、C C、D D、E E、F F、G G為為7 7個個相鄰的計數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出相鄰的計數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出. .量出量出相鄰的計數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為相鄰的計數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為:s:sABAB=4.22 cm=4.22 cm、s sBCBC=4.65 cm=4.65 cm、s sCDCD=5.08 cm=5.08 cm、s sDEDE=5.49 cm=5.49 cm、s sEFEF=5.

18、91 cm=5.91 cm、s sFGFG=6.34 cm.=6.34 cm.已知打已知打點(diǎn)計時器的工作頻率為點(diǎn)計時器的工作頻率為50 Hz50 Hz，則小車的加速度，則小車的加速度a=_m/sa=_m/s2 2( (結(jié)結(jié)果保留果保留2 2位有效數(shù)字位有效數(shù)字).).【解題指南】【解題指南】解答本題時要注意以下兩點(diǎn)：解答本題時要注意以下兩點(diǎn)：(1)(1)實驗中應(yīng)注意分析誤差來源及減小誤差的方法實驗中應(yīng)注意分析誤差來源及減小誤差的方法. .(2)(2)利用紙帶求加速度時應(yīng)用位移逐差法利用紙帶求加速度時應(yīng)用位移逐差法. .【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】(1)(1)選選B.B.要使細(xì)線對小車的拉力等于小車

19、所受的合要使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，應(yīng)將長木板遠(yuǎn)離定滑輪的一端墊起，使小車所受重力沿外力，應(yīng)將長木板遠(yuǎn)離定滑輪的一端墊起，使小車所受重力沿木板向下的分力與小車及紙帶所受摩擦力平衡，即選項木板向下的分力與小車及紙帶所受摩擦力平衡，即選項B B正確正確. .(2)(2)選選C.C.要使砂和砂桶的總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)Φ拇笠股昂蜕巴暗目傊亓Φ拇笮∽鳛榧?xì)線對小車?yán)Φ拇笮。仨毷剐?，必須使m mM M，只有選項，只有選項C C符合這個要求符合這個要求. .(3)(3)小車的加速度為：小車的加速度為：其中其中t=0.1 st=0.1 s，代入數(shù)據(jù)得：，代入數(shù)據(jù)得：a=0.42 m

20、/sa=0.42 m/s2 2. .答案答案: :(1)B (2)C (3)0.42(1)B (2)C (3)0.42 DEEFFGABBCCD2ssssssa9t，熱點(diǎn)二熱點(diǎn)二 實驗原理和實驗數(shù)據(jù)的處理實驗原理和實驗數(shù)據(jù)的處理【例證【例證2 2】(2012(2012南平模擬南平模擬) )某實驗小組在實驗室做某實驗小組在實驗室做“驗證牛頓驗證牛頓運(yùn)動定律運(yùn)動定律”實驗：實驗：(1)(1)甲同學(xué)在物體所受合外力不變時，改變物體的質(zhì)量，得到數(shù)甲同學(xué)在物體所受合外力不變時，改變物體的質(zhì)量，得到數(shù)據(jù)如表所示據(jù)如表所示. .實驗次數(shù)實驗次數(shù)物體質(zhì)量物體質(zhì)量m(kg)m(kg)物體的加速度物體的加速度a(

21、msa(ms-2-2) )物體質(zhì)量的倒物體質(zhì)量的倒數(shù)數(shù) /(1/kg)/(1/kg)1 10.200.200.780.785.005.002 20.400.400.380.382.502.503 30.600.600.250.251.671.674 40.800.800.200.201.251.255 51.001.000.160.161.001.001m根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在如圖所示的坐標(biāo)中描出相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在如圖所示的坐標(biāo)中描出相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出點(diǎn)，并作出a a - - 圖象圖象. .1m由由a a - - 圖象，你得出的結(jié)論為圖象，你得出的結(jié)論為_._.物體受到的合力大

22、約為物體受到的合力大約為_._.( (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) )(2)(2)乙同學(xué)在保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變對小車乙同學(xué)在保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變對小車的拉力，由實驗數(shù)據(jù)作出的的拉力，由實驗數(shù)據(jù)作出的a a - -F F圖象如圖所示，則該圖象中圖圖象如圖所示，則該圖象中圖線不過原點(diǎn)的原因是：線不過原點(diǎn)的原因是：_，小車的質(zhì)量為，小車的質(zhì)量為_kg.(_kg.(保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字) )1m【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】(1)(1)a - a - 圖象如圖所示圖象如圖所示. .1m由圖象可以看出，當(dāng)外力不變時，物體的加速度與質(zhì)量成反由圖象可以

23、看出，當(dāng)外力不變時，物體的加速度與質(zhì)量成反比比. .由牛頓第二定律由牛頓第二定律F=maF=ma得，得，a=Fa=F ，即圖線的斜率等于小車所，即圖線的斜率等于小車所受的合外力，大小為受的合外力，大小為F=0.16 N.F=0.16 N.(2)(2)由圖象可得拉力等于零時，加速度不等于零，故木板傾角過由圖象可得拉力等于零時，加速度不等于零，故木板傾角過大大( (或平衡摩擦力太過或平衡摩擦力太過) )；由牛頓第二定律；由牛頓第二定律F=maF=ma得，得，a=Fa=F ，即，即圖線的斜率等于小車質(zhì)量的倒數(shù)，小車質(zhì)量大小為圖線的斜率等于小車質(zhì)量的倒數(shù)，小車質(zhì)量大小為1m1m4m kg2.0 kg.

24、2.250.25答案：答案：(1)(1)見規(guī)范解答見規(guī)范解答在物體受外力不變時，物體的加速度與質(zhì)量成反比在物體受外力不變時，物體的加速度與質(zhì)量成反比0.150.150.16 N0.16 N均對均對(2)(2)木板傾角過大木板傾角過大( (或平衡摩擦力太過或平衡摩擦力太過) )1.91.92.12.1均對均對1.(20131.(2013臨汾模擬臨汾模擬) )在在“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”的實的實驗中備有下列器材：驗中備有下列器材：A.A.電磁打點(diǎn)計時器；電磁打點(diǎn)計時器；B.B.天平天平( (帶砝碼帶砝碼) )；C.C.秒表；秒表；D.D.低壓直流電低壓直流電源；源；

25、E.E.紙帶和復(fù)寫紙；紙帶和復(fù)寫紙；F.F.導(dǎo)線；導(dǎo)線；G.G.細(xì)繩；細(xì)繩；H.H.小車；小車；I.I.砂和小桶；砂和小桶；J.J.一端附有滑輪的長木板；一端附有滑輪的長木板；K.K.砝碼砝碼. .(1)(1)其中多余的器材是其中多余的器材是_(_(填代號填代號) )，缺少的器材是，缺少的器材是_和和_._.(2)(2)在探究加速度在探究加速度a a與質(zhì)量與質(zhì)量m m的關(guān)系時，分別以的關(guān)系時，分別以_為縱坐標(biāo)、為縱坐標(biāo)、_為橫坐標(biāo)作圖象，這樣就能直觀地看出其關(guān)系為橫坐標(biāo)作圖象，這樣就能直觀地看出其關(guān)系. .【解析】【解析】(1)(1)實驗的重點(diǎn)是在質(zhì)量一定時實驗的重點(diǎn)是在質(zhì)量一定時, ,根據(jù)不

26、同力作用下打根據(jù)不同力作用下打出的紙帶出的紙帶, ,求出加速度；在力一定時求出加速度；在力一定時, ,根據(jù)在不同質(zhì)量條件下打根據(jù)在不同質(zhì)量條件下打出的紙帶出的紙帶, ,求出加速度求出加速度. .故只要明確打點(diǎn)計時器工作原理和實驗故只要明確打點(diǎn)計時器工作原理和實驗步驟步驟, ,則可判斷多余的器材是則可判斷多余的器材是C C、D D；缺少的器材是低壓交流電；缺少的器材是低壓交流電源和刻度尺源和刻度尺. .(2)(2)探究加速度探究加速度a a與質(zhì)量與質(zhì)量m m的關(guān)系時，以的關(guān)系時，以a a為縱坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，以 為橫坐為橫坐標(biāo)標(biāo), ,作出的圖像為經(jīng)過原點(diǎn)的傾斜直線，這樣很容易看出它們作出的圖像為

27、經(jīng)過原點(diǎn)的傾斜直線，這樣很容易看出它們的關(guān)系的關(guān)系. .答案答案: :(1)C(1)C、D D 低壓交流電源低壓交流電源 刻度尺刻度尺 (2)a(2)a1m1m2.(20132.(2013寧波模擬寧波模擬) )某學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置探究某學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置探究“加速度加速度和力的關(guān)系和力的關(guān)系”. .該小組已經(jīng)測量了兩個光電門間的距離為該小組已經(jīng)測量了兩個光電門間的距離為L L，遮光條的寬度為，遮光條的寬度為d d，遮光條通過兩個光電門的時間分別為遮光條通過兩個光電門的時間分別為t t1 1、t t2 2，則：，則：(1)(1)小車的實際加速度可以表示為小車的實際加速度可以表示為_.(_

28、.(用題中所給物理用題中所給物理量表示量表示) )(2)(2)改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量. .在某次實驗中根據(jù)測在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可在坐標(biāo)紙上畫出得的多組數(shù)據(jù)可在坐標(biāo)紙上畫出a-Fa-F關(guān)系的點(diǎn)跡關(guān)系的點(diǎn)跡( (如圖所示如圖所示).).經(jīng)經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)存在一些問題，產(chǎn)生的主要原因可能是過分析，發(fā)現(xiàn)存在一些問題，產(chǎn)生的主要原因可能是( )( )A.A.軌道與水平方向夾角太小軌道與水平方向夾角太小B.B.軌道保持了水平狀態(tài)，沒有平衡摩擦力軌道保持了水平狀態(tài)，沒有平衡摩擦力C.C.所掛鉤碼的總質(zhì)量太大，造成上部點(diǎn)跡有向下彎曲趨勢所掛鉤碼的總質(zhì)量太大，

29、造成上部點(diǎn)跡有向下彎曲趨勢D.D.所用小車的質(zhì)量太大，造成上部點(diǎn)跡有向下彎曲趨勢所用小車的質(zhì)量太大，造成上部點(diǎn)跡有向下彎曲趨勢【解析】【解析】(1)(1)遮光條通過兩個光電門時的速度分別為遮光條通過兩個光電門時的速度分別為 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律v v2 22 2-v-v1 12 2=2aL=2aL，解得小車的，解得小車的實際加速度可以表示為實際加速度可以表示為(2)(2)選選C.C.圖線直線部分沒有過原點(diǎn)，說明圖線直線部分沒有過原點(diǎn)，說明F F為零時物體已有一定為零時物體已有一定的加速度的加速度. .產(chǎn)生的主要原因可能是軌道傾斜太大，選項產(chǎn)生的主要原因可能是軌道傾斜太大

30、，選項A A、B B錯誤；錯誤；圖線上部彎曲產(chǎn)生的主要原因是所掛鉤碼的總質(zhì)量太大，造成圖線上部彎曲產(chǎn)生的主要原因是所掛鉤碼的總質(zhì)量太大，造成上部點(diǎn)跡有向下彎曲趨勢，選項上部點(diǎn)跡有向下彎曲趨勢，選項C C正確，正確，D D錯誤錯誤. .答案：答案：(1) (2)C(1) (2)C11dvt，22dv.t222122212d (tt)a.2Lt t222122212d (tt)a2Lt t3.3.在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中，采用如圖所示的實在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中，采用如圖所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用驗裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量表示，盤及

31、盤中砝碼的質(zhì)量用用m m表示，小車的加速度可由小車拖動的紙帶打上的點(diǎn)計算出表示，小車的加速度可由小車拖動的紙帶打上的點(diǎn)計算出. .(1)(1)當(dāng)當(dāng)M M與與m m的大小關(guān)系滿足的大小關(guān)系滿足_時，才可以認(rèn)為繩對小車的時，才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力. .(2)(2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗時，保持盤及盤中砝一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)度，采用圖象法處理數(shù)據(jù). .為了比較容易地觀測加

32、速度為了比較容易地觀測加速度a a與質(zhì)量與質(zhì)量M M的關(guān)系，應(yīng)該做的關(guān)系，應(yīng)該做a a與與_的圖象的圖象. .(3)(3)乙、丙同學(xué)用同一裝置做實驗，畫出了乙、丙同學(xué)用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的各自得到的a a- - 圖線如圖所示，兩個同學(xué)圖線如圖所示，兩個同學(xué)做實驗時的哪一個物理量取值不同？做實驗時的哪一個物理量取值不同？1M【解析】【解析】(1)(1)只有只有M M與與m m滿足滿足M mM m才能使繩對小車的拉力近似等于才能使繩對小車的拉力近似等于盤及盤中砝碼的重力盤及盤中砝碼的重力. .(2)(2)由于由于a a ，所以，所以a- a- 圖象應(yīng)是一條過原點(diǎn)的直線，所以圖象應(yīng)是一條

33、過原點(diǎn)的直線，所以數(shù)據(jù)處理時，常作出數(shù)據(jù)處理時，常作出a a與與 的圖象的圖象. .(3)(3)兩小車及車上的砝碼的總質(zhì)量相等時，由圖象知乙的加速度兩小車及車上的砝碼的總質(zhì)量相等時，由圖象知乙的加速度大，故乙的拉力大，故乙的拉力F F大大( (或乙的盤及盤中砝碼的質(zhì)量大或乙的盤及盤中砝碼的質(zhì)量大).).答案：答案：(1)M m (2) (3)(1)M m (2) (3)拉力拉力F F1M1M1M1M4.4.若測得某一物體質(zhì)量若測得某一物體質(zhì)量m m一定時，一定時，a a與與F F的有關(guān)數(shù)據(jù)資料如表所示：的有關(guān)數(shù)據(jù)資料如表所示：a/(msa/(ms-2-2) )1.981.984.064.065

34、.955.958.128.12F/NF/N1.001.002.002.003.003.004.004.00(1)(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，畫出根據(jù)表中數(shù)據(jù)，畫出a a- -F F圖象圖象. .(2)(2)根據(jù)圖象判定：當(dāng)根據(jù)圖象判定：當(dāng)m m一定時，一定時，a a與與F F的關(guān)系為的關(guān)系為_._.(3)(3)若甲、乙兩同學(xué)在實驗過程中，由于若甲、乙兩同學(xué)在實驗過程中，由于沒有按照正確步驟進(jìn)行實驗，處理數(shù)據(jù)沒有按照正確步驟進(jìn)行實驗，處理數(shù)據(jù)后得出如圖所示的后得出如圖所示的a a- -F F圖象圖象. .試分析甲、乙兩同學(xué)可能存在的問題：試分析甲、乙兩同學(xué)可能存在的問題：甲：甲：_；乙：乙：_._.【解

35、析】【解析】(1)(1)若若a a與與F F成正比，則圖象是一條過原點(diǎn)的直線成正比，則圖象是一條過原點(diǎn)的直線. .同時，同時，因?qū)嶒炛胁豢杀苊獾爻霈F(xiàn)誤差，研究誤差產(chǎn)生的原因，從而減因?qū)嶒炛胁豢杀苊獾爻霈F(xiàn)誤差，研究誤差產(chǎn)生的原因，從而減小誤差，增大實驗的準(zhǔn)確性，則在誤差允許范圍內(nèi)圖象是一條小誤差，增大實驗的準(zhǔn)確性，則在誤差允許范圍內(nèi)圖象是一條過原點(diǎn)的直線即可過原點(diǎn)的直線即可. .連線時應(yīng)使直線過盡可能多的點(diǎn)，不在直線連線時應(yīng)使直線過盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)大致對稱地分布在直線兩側(cè)，離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)視為上的點(diǎn)應(yīng)大致對稱地分布在直線兩側(cè)，離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)視為錯誤數(shù)據(jù)，不予考慮錯誤數(shù)據(jù)，不予考慮

36、. .描點(diǎn)畫圖如圖所示描點(diǎn)畫圖如圖所示. .(2)(2)由圖可知由圖可知a a與與F F的關(guān)系是正比例關(guān)系的關(guān)系是正比例關(guān)系. .(3)(3)圖中甲在縱軸上有截距，說明繩對小車?yán)榱銜r小車就有圖中甲在縱軸上有截距，說明繩對小車?yán)榱銜r小車就有加速度加速度a a0 0，可能是平衡摩擦力過度所致，可能是平衡摩擦力過度所致. .乙在橫軸上有截距，可乙在橫軸上有截距，可能是實驗前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠能是實驗前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠. .答案：答案：(1)(1)見解析見解析(2)(2)正比例關(guān)系正比例關(guān)系(3)(3)平衡摩擦力時木板抬得過高平衡摩擦力時木板抬得過高 沒有平衡摩擦力或

37、平衡摩擦力沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠不夠5.(20125.(2012山東高考山東高考) )某同學(xué)利用圖甲所示的實驗裝置，探究物某同學(xué)利用圖甲所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動規(guī)律塊在水平桌面上的運(yùn)動規(guī)律. .物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動，重物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動，重物落地后，物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上物落地后，物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上( (尚未到達(dá)滑輪處尚未到達(dá)滑輪處).).從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始，每從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始，每5 5個點(diǎn)取個點(diǎn)取1 1個計數(shù)點(diǎn)，相鄰計數(shù)個計數(shù)點(diǎn)，相鄰計數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示點(diǎn)間的距離如圖乙所示. .打點(diǎn)計時器電源的頻率為打點(diǎn)計時器電源的頻

38、率為50 Hz.50 Hz.(1)(1)通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計數(shù)點(diǎn)通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計數(shù)點(diǎn)_和和_之間某時刻開始減速之間某時刻開始減速. .(2)(2)計數(shù)點(diǎn)計數(shù)點(diǎn)5 5對應(yīng)的速度大小為對應(yīng)的速度大小為_m/s_m/s，計數(shù)點(diǎn)，計數(shù)點(diǎn)6 6對應(yīng)的速度對應(yīng)的速度大小為大小為_m/s.(_m/s.(保留三位有效數(shù)字保留三位有效數(shù)字) )(3)(3)物塊減速運(yùn)動過程中加速度的大小為物塊減速運(yùn)動過程中加速度的大小為a=_m/sa=_m/s2 2，若用，若用 來計算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)來計算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)(g(g為重力加速度為重力加速度) )，則計，則計算

39、結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值_(_(選填選填“偏大偏大”或或“偏小偏小”).).ag【解析】【解析】(1)(1)由于計數(shù)點(diǎn)由于計數(shù)點(diǎn)6 6之前相鄰計數(shù)點(diǎn)之間距離之差約為之前相鄰計數(shù)點(diǎn)之間距離之差約為2 cm2 cm，而計數(shù)點(diǎn)，而計數(shù)點(diǎn)6 6、7 7之間的距離比計數(shù)點(diǎn)之間的距離比計數(shù)點(diǎn)5 5、6 6之間的距離多之間的距離多1.27 cm1.27 cm，故可判斷物塊在相鄰計數(shù)點(diǎn)，故可判斷物塊在相鄰計數(shù)點(diǎn)6 6和和7 7之間某時刻開始之間某時刻開始減速減速. .(2)(2)計數(shù)點(diǎn)計數(shù)點(diǎn)5 5對應(yīng)的速度對應(yīng)的速度物塊做加速運(yùn)動時加速度大小物塊做加速運(yùn)動時加速度大小a a加加= =

40、2.00 m/s=2.00 m/s2 2.v.v6 6=v=v5 5+a+a加加T=1.20 m/s.T=1.20 m/s.24659.00 11.0110sv m/s1.00 m/s.2T2 0.122s2.00 cmT0.1 s加(3)(3)物塊做減速運(yùn)動時的加速度大小為物塊做減速運(yùn)動時的加速度大小為a=a=2.00 m/s=2.00 m/s2 2. .由牛頓第二定律得：由牛頓第二定律得：mg=mamg=ma，所以，所以= = ，由于，由于除去物塊與桌面間的摩擦力，紙帶還受到摩擦力的作用，故計除去物塊與桌面間的摩擦力，紙帶還受到摩擦力的作用，故計算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值偏大算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值偏大. .答案：答案：(1)6 7(1)6 7(或或7 6) (2)1.00 1.20 (3)2.00 7 6) (2)1.00 1.20 (3)2.00 偏大偏大22s2.00 cmT0.1 sag