高考物理一轮总复习精品课件 第3章 牛顿运动定律 实验4 探究加速度与物体的受力、物体质量的关系.ppt

5.在某次探究加速度与力、质量的关系的实验中,甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如图1所示的实验装置,设小车总质量均为m1,重物质量均为m。图1图2(1)为便于测量合力的大小,并得到小车总质量一定时,小车的加速度与所受合力成正比的结论,下列说法正确的是。(选填选项字母)?A.四组实验中只有甲需要平衡阻力B.四组实验都需要平衡阻力C.四组实验中只有甲需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量m1的条件D.四组实验都需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量m1的条件(2)按甲同学设计的实验装置完成实验,并根据实验得到的数据,画出小车的a-图像如图2所示,从图像中可以得出,当小车的质量为0.5kg时,它的加速度为m/s2。?(3)若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同,通过计算得到小车加速度均为a,则乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为。?答案(1)BC(2)1(3)2∶1∶1解析(1)四组实验中长木板都是水平放置,都需要平衡阻力,故A错误,B正确。四组实验中,乙、丁用弹簧测力计测量绳的拉力,丙用力传感器测量绳的拉力,只有甲用重物的重力替代绳的拉力,需要满足所挂重物质量m远小于小车的质量m1的条件,故C正确,D错误。6.某同学用如图所示的实验装置探究滑块的加速度与合外力的关系。气垫导轨下面的位置标尺的0刻度在左侧,调整气垫导轨使之水平,在导轨左边某位置固定一光电门,记下光电门的位置x1。把轻绳一端连在拉力传感器上,另一端与滑块相连,钩码通过动滑轮挂在定滑轮与传感器之间。将滑块放在导轨右侧某位置,记下滑块上遮光条的初始位置x2。开通气源,由静止释放滑块,滑块向左运动,通过光电门时记录滑块上遮光条的遮光时间为t。(1)实验中通过改变钩码的质量或者改变钩码的个数来改变滑块受到的合外力,(选填“需要”或“不需要”)考虑钩码的质量远小于滑块的质量。?(2)该同学测得遮光条的宽度为d,则钩码的加速度大小a=(用题设条件中物理量的字母表示)。?解析(1)仅当用钩码重力充当合外力时需要满足钩码的质量远小于滑块的质量,本题用拉力传感器测合外力的大小,故不需要考虑钩码的质量远小于滑块的质量。本课结束增素能精准突破考点一教材原型实验典例1.在探究加速度与物体受力、物体质量的关系的实验中,做如下探究:(1)为猜想加速度与质量的关系,可利用图甲所示的装置进行对比实验。两小车放在水平板上,前端通过钩码牵引,后端各系一条细线,用板擦把两条细线按在桌上,使小车静止。抬起板擦,小车同时运动,一段时间后按下板擦,小车同时停下。对比两小车的位移,可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件,下列说法正确的是(选填选项前的字母)。?A.小车质量相同,钩码质量不同B.小车质量不同,钩码质量相同C.小车质量不同,钩码质量不同甲(2)某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系,设计实验并得到小车加速度a与质量m的7组实验数据,如下表所示。在图乙所示的坐标纸上已经描好了6组数据点,请将余下的一组数据描在坐标纸上,并作出a-图像。次数1234567a/(m·s-2)0.620.560.480.400.320.240.15m/kg0.250.290.330.400.500.711.00乙(3)在探究加速度与力的关系实验之前,需要思考如何测“力”。为了简化“力”的测量,下列说法正确的是(选填选项前的字母)。?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丙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,砂和桶的重力都等于绳的拉力D.让小车的运动趋近于匀速运动,砂和桶的重力才近似等于绳的拉力思维点拨由实验原理找实验器材,由实验原理找数据处理方法和进行误差分析。答案(1)B(2)见解析图(3)A解析(1)为了探究加速度与质量的关系,必须控制小车所受拉力相同,而让小车的质量不同,所以钩码质量相同,故B正确。(2)数据描点和a-图像如图所示(3)使小车沿倾角合适的斜面运动,小车所受重力沿斜面的分力刚好等于小车所受的摩擦力,则小车受力可等效为只受绳的拉力,故A正确;若斜面倾角过大,重力沿斜面的分力大于摩擦力,小车所受合力将大于绳的拉力,不利于简化“力”的测量,故B错误;由牛顿第二定律可知,无论小车运动的加速度多大,砂和桶的重力都大于绳的拉力,故C错误;当小车的质量远大于砂和桶的质量时,砂和桶的重力近似等于绳的拉力,故D错误。故选A。考点二实验的改进与创新典例2.20