2025届高三物理一轮复习实验4探究加速度与物体受力、物体质量的关系(55张PPT).pptxVIP

第三章;实验4探究加速度与物体受力、物体质量的关系;1.理解实验原理,明确实验过程并能进行数据处理。2.了解实验的注意事项,会对实验进行误差分析。3.分析创新类实验的方案设计,并能进行数据处理和误差分析。;实验储备·归纳;实验类型·突破;?;【典例1】图甲是用来探究加速度和力之间关系的实验装置示意图,图乙是其俯视图。两个相同的小车,放在比较光滑的水平板上(摩擦力很小,可以略去),前端各系一条细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘里可放砝码,两个小车后端各系一条细线,细线用夹子固定。打开夹子,小盘和砝码牵引小车运动,闭合夹子,两小车同时停止运动,再用刻度尺测出两小车通过的位移。为了探究加速度大小和力大小之间的关系,下列说法正确的是()

;A.使小盘和砝码的总质量尽可能等于小车的质量

B.若将小车放在粗糙水平板上,对实验结果没有影响

C.两小车的位移之比等于加速度之比

D.可在两小盘内放置相同质量的砝码,在两小车内放置不同质量的砝码进行实验;?;【典例2】某实验小组利用如图(a)所示的装置探究加速度与力、质量的关系。;(1)(多选)下列做法正确的是________(填选项字母)。

A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上

C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源

D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度

(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________(填“远大于”“远小于”或“近似等于”)木块和木块上砝码的总质量。

;(3)甲、乙两同学在同一实验室,各取一套如图(a)所示的装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图(b)中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙,由图可知,m甲________m乙,μ甲________μ乙。(均填“大于”“小于”或“等于”);?;?;考向1实验器材创新

【典例3】实验小组在??究“加速度与物体的受力、物体质量的关系”时,用如图甲所示的装置让滑块做匀加速直线运动来进行;由气垫导轨侧面的刻度尺可以测出光电门A、B之间的距离L,用游标卡尺测得遮光条的宽度d,遮光条通过光电门A、B的时间t1、t2可通过计时器(图中未标出)分别读出,滑块的质量(含遮光条)为M,钩码的质量为m。重力加速度为g,回答下列问题:;(1)实验时________(填“需要”或“不需要”)满足钩码的质量远小于小车的质量。

(2)滑块的加速度a=________________(用L、t1、t2、d来表示);图乙遮光条的宽度在游标卡尺上对应的读数为d=________mm。;(3)改变钩码质量得到一系列的滑块加速度a和传感器示数F,通过得到的实验数据,描绘了a-F图像。若实验前,已将气垫导轨调至水平,但忘记打开气源,得到的a-F图像如图丙所示,图线的斜率为k,纵截距为b,滑块与导轨之间的动摩擦因数μ=________;滑块的质量M=________。(用F0、b、g表示);?;?;本题在器材的使用上进行了改进,由光电门测量时间,进而得到速度和加速度,由力传感器得到滑块的合外力,容易出错的地方是用钩码重力的一半表示滑块受的合外力。;考向2实验方案创新

【典例4】(2022·山东卷)在天宫课堂中,我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发,某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验,如图甲所示。主要步骤如下:

①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上,加速度传感器固定在滑块上;

②接通气源,放上滑块,调平气垫导轨;;③将弹簧左端连接力传感器,右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00cm,拉动滑块使其左端处于A点,由静止释放并开始计时;;④计算机采集获取数据,得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像,部分图像如图乙所示。

;回答以下问题(结果均保留2位有效数字):

(1)弹簧的劲度系数为________N/m。

(2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据,画出a-F图像如图丙中Ⅰ所示,由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg。

(3)该同学在滑块上增加待测物体,重复上述实验步骤,在图丙中画出新的a-F图像Ⅱ,则待测物体的质量为________kg。;?;?;考向3实验目的改变

【典例5】某同学使用如图甲装置测量木板和物块(底面平整,上有凹槽)间的动摩擦因数,已