高三一轮 13.实验4　探究加速度与物体受力、物体质量的关系（精品、经典）.pptx

实验4　探究加速度与物体受力、物体 质量的关系;梳理必备知识;一、实验目的 1.学会用控制变量法研究物理规律。 2.探究加速度与力、质量的关系。 3.掌握运用图像处理问题的方法。 二、实验原理与设计 1.保持滑块的质量不变,改变小桶中的橡皮泥质量,即改变外力,探究加速度与力的定量关系。 2.保持滑块的外力不变,改变滑块的质量,探究加速度与质量的定量关系。;三、实验器材及装置图 数字计时器、光电门、气垫导轨、滑块、遮光条、气源、刻度尺、细绳、小桶、橡皮泥、砝码、电源、导线、天平。 四、实验步骤 1.用天平测量滑块(包括上面的遮光条和砝码)的质量为M,记录在表格中。 2.按图示将实验器材安装好,将气垫导轨调节水平,用导轨旁边的刻度尺测出两光电门之间的距离s,用刻度尺测出固定在滑块上遮光条的宽度Δs。;3.将装有橡皮泥的小桶通过细绳系在滑块上,滑块在绳的拉力F作用下加速运 动,记下滑块上遮光条通过两个光电门所经历的时间Δt1、Δt2。 4.保持滑块的质量不变,通过增减橡皮泥的数量来改变拉力F的大小。重复多次实验,把实验数据记录在表格中。 5.保持橡皮泥及小桶的质量不变,以维持滑块受到的拉力不变,通过在滑块上增加或减少砝码来改变滑块的质量。仿照上面的步骤进行实验,把实验数据记录在表格中。;五、数据处理 1.把滑块质量不变时的数据填入表中。 说明:滑块加速度的计算方法:;以a为纵坐标,F为横坐标,根据数据作a-F图像,通过拟合测量点,作出图像找出规律,分析a与F的关系。;2.把滑块拉力不变时的实验数据填入表中。;六、误差分析;七、注意事项 1.实验条件:实验中滑块(含遮光条和砝码)的质量远大于小桶及橡皮泥的总质量。只有如此,小桶及橡皮泥受到的重力才可作为滑块受到的拉力。 2.作图像:作图时两坐标轴标度比例要适当,各量须采用国际单位,这样作图线时,坐标点间距不至于过密,误差会小些。要通过尽可能多的点作图线,不在图线上的点应尽可能均匀分布在图线两侧,偏离图线较远的点应舍去。;提升关键能力;考点一　基础性实验;;[例1] [实验原理分析和数据处理] (2020·北京卷,15)在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,做如下探究:;;[例1] [实验原理分析和数据处理] (2020·北京卷,15)在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,做如下探究: (3)在探究加速度与力的关系实验之前,需要思考如何测“力”。请在图3中画出小车受力的示意图。为了简化“力”的测量,下列说法正确的是　　　　。 A.使小车沿倾角合适的斜面运动,小车受力可等效为只受绳的拉力 B.若斜面倾角过大,小车所受合力将小于绳的拉力 C.无论小车运动的加速度多大,沙和桶的重力都等于绳的拉力;;[例2] [实验数据处理和误差分析] 某实验小组采用如图甲所示的实验装置,研究小车质量不变时,其加速度a与所受合力F的关系。 (1)在补偿阻力这步操作中,　　　　(选填“需要”或“不需要”)通过细绳把沙桶挂在小车上。?;[例2] [实验数据处理和误差分析] 某实验小组采用如图甲所示的实验装置,研究小车质量不变时,其加速度a与所受合力F的关系。 (2)实验中得到的一条纸带如图乙所示,相邻的两计数点之间还有4个点未画出,用毫米刻度尺测量出来的数据已在图中标出。已知打点计时器的打点周期为0.02 s,则该小车运动的加速度大小为　　　 m/s2。(结果保留2位有效数字);;;[例2] [实验数据处理和误差分析] 某实验小组采用如图甲所示的实验装置,研究小车质量不变时,其加速度a与所受合力F的关系。 (4)关于本实验存在的误差,以下说法正确的是　　　　。(多选)? A.在图乙中,每个测量数据均存在偶然误差 B.把沙和沙桶的总重力当成小车的合力导致实验中存在系统误差 C.实验中用图像法处理数据可以减小系统误差;;考点二　创新性实验;[例3] [实验器材创新] (2021·湖南卷,11)某实验小组利用图甲所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系。主要实验步骤如下: (2)接通气泵,将滑块轻放在气垫导轨上,调节导轨至水平。 (3)在右支点下放一垫块,改变气垫导轨的倾斜角度。 (4)在气垫导轨合适位置释放滑块,记录垫块个数n和滑块对应的加速度a。 (5)在右支点下增加垫块个数(垫块完全相同),重复步骤(4),记录数据如下表:;;[例4] [实验器材和方法的创新] 某小组在做“探究加速度与力的关系”实验时,为了测出滑块的加速度,进行如下操作: (1)如图甲所示,在气垫导轨上安装一个光电门并调节气垫导轨水平,滑块上固定一宽度d=6.0 mm的遮光条。实验时,将滑块从A位置由静止释放,滑块在钩码带动下加速运动,由数字计时器测得遮光条通过光电门的挡光时间Δt=5.0× 10-3 s,A位置与光电门间的