总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引 实验 探究加速度与物体受 力 物体质量的关系 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引总纲目录 一 实验目的 二 实验原理 三 实验器材 基 础 过 关 四 数据步骤 五 数据处理 六 注意事项 七 误差分析 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引总纲目录 考点一 实验原理和实验操作 考点二 实验数据处理和误差分析 考点三 实验拓展和实验创新 考 点 突 破 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 基础过关 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 掌握灵活运用图像处理问题的方法 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 二 实验原理 本实验的实验装置图如图所示 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 1 保持 质量 不变 探究加速度跟物体受力的关系 2 保持物体所受的 力 不变 探究加速度与物体质量的关系 3 作出a F图像和a 图像 确定其关系 三 实验器材 小车 砝码 小盘 细绳 一端附有定滑轮的长木板 薄木块 打点 计时器 低压交流电源 导线 纸带 复写纸 天平 刻度尺 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 四 实验步骤 1 测量 用 天平 测量小盘和砝码的总质量m 和小车的质量m 2 安装 按照实验装置图把实验器材安装好 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一端下面垫上一薄木块 使小车 在不挂砝码和小盘的情况下能 匀速 下滑 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 4 实验操作 1 将小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上 小车停在打点计时器处 先 接通电源 后 放开小车 打出一条纸带 取下纸带编号码 并计算出小盘和砝码的总重力 即小车所受的合外力 2 保持小车的质量m不变 改变砝码和小盘的总质量m 重复步骤 1 3 在每条纸带上选取一段比较理想的部分 测加速度a 4 描点作图 作a F图像 5 保持砝码和小盘的总质量m 不变 改变小车质量m 重复步骤 1 和 3 作a 图像 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 五 数据处理 1 计算小车的加速度时 可使用 研究匀变速直线运动的特点 的方法 利用 打出的纸带 采用逐差法求加速度 2 作a F图像 a 图像找关系 六 注意事项 1 在平衡摩擦力时 不要把悬挂小盘的细绳系在小车上 即不要给小车加 任何牵引力 要让小车拖着纸带运动 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 2 实验步骤2 3不需要重复 即整个实验平衡了摩擦力后 不管以后是改 变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量 都不需要重新平 衡摩擦力 3 每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘和砝 码的总质量的条件下打出 只有如此 小盘和砝码的总重力才可视为小 车受到的拉力 4 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 再放开小车 且应在小车到达滑轮前按住小车 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 5 作图像时 要使尽可能多的点落在所作直线上 不在直线上的点应尽可 能均匀分布在所作直线两侧 6 作图时两轴标度比例要选择适当 各量须采用国际单位制中的单位 这样作图线时 坐标点间距不会过密 误差会小些 7 为提高测量精度 1 应舍掉纸带上开头比较密集的点 在后边便于测量的地方找一个起点 2 可以把每打五次点的时间作为时间单位 即从开始点起 每五个点标 出一个计数点 而相邻计数点间的时间间隔为T 0 1 s 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 七 误差分析 1 质量的测量误差 纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差 细绳或 纸带不与木板平行等都会造成误差 2 因实验原理不完善造成误差 本实验中用小盘和砝码的总重力代替小 车受到的拉力 实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力 存 在系统误差 小盘和砝码的总质量越接近小车的质量 误差就越大 反 之 小盘和砝码的总质量越小于小车的质量 误差就越小 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引基础过关 3 平衡摩擦力不准造成误差 在平衡摩擦力时 除了不挂小盘外 其他的 都跟正式实验一样 比如要挂好纸带 接通打点计时器 匀速运动的标 志是打点计时器打出的纸带上各点的距离相等 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 考点一 实验原理和实验操作 考点突破 例1 某实验小组利用如图 a 所示的装置探究加速度与物体质量 物 体受力的关系 a 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 1 下列做法正确的是 选填字母代号 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 桶通过细绳绕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 选填 远大于 远小于 或 近似等于 木块和木块上砝码的总质量 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 3 甲 乙两同学在同一实验室 各取一套图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 甲 乙 由 图可知 m甲 m乙 甲 乙 均选填 大于 小于 或 等于 b 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 答案 1 AD 2 远小于 3 小于 大于 解析 1 实验中细绳要与长木板保持平行 A项正确 平衡摩擦力时 不 应该将装有砝码的砝码桶通过细绳绕过定滑轮拴在木块上 B项错误 实 验时应先接通电源再放开木块 C项错误 平衡摩擦力后 改变木块上的 砝码的质量后不需要再重新平衡摩擦力 D项正确 2 设木块和木块上砝码的总质量为M 砝码桶及桶内砝码的总质量为m 则细绳上的拉力为F Ma M mg 可见 当砝码桶和桶内砝码 的总质量m远小于木块和木块上砝码的总质量M时 可得F mg 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 3 不平衡摩擦力时 有F mg ma 则a g a F图线的斜率大 对应的 木块质量小 图线纵轴截距绝对值大 对应的木块与木板间的动摩擦因 数大 因此m甲 乙 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 变式1 2019河北石家庄期末 在探究加速度与物体质量 物体受力的 关系活动中 某小组设计了如图甲所示的实验装置 图中上下两层水平 轨道表面光滑 两小车前端系上细线 细线跨过滑轮并挂上砝码盘 两小 车后端的细线连到控制装置上 实验时通过控制装置使两小车同时开始 运动 然后同时停止 甲 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 1 在安装实验装置时 应调整滑轮的高度 使 在 实验时 为减小系统误差 应使砝码盘和砝码的总质量 小车的 质量 选填 远大于 远小于 或 等于 2 本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小 能这样比 较是因为 3 小车 的质量均为200 g 实验中获得的数据如下表所示 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 实验次数小车拉力F N位移x cm 1 0 1 0 246 51 2 0 229 04 0 343 63 3 0 341 16 0 444 80 4 0 436 43 0 545 56 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 在第1次实验中 小车 从A点运动到B点的位移如图乙所示 请将测量结果 填到表中空格处 通过分析 可知表中第 次实验数据存在明显 错误 应舍弃 乙 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 答案 1 细线与轨道平行 远小于 2 两小车都从静止开始做匀加速直线运动 且运动时间相等 3 23 36 23 34 23 38均对 3 解析 1 安装实验装置时 应调整滑轮高度 使拉小车的细线与轨道平 行 只有在砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量时 才能认为砝码 盘和砝码的总重力近似等于细线拉小车的力 2 对初速度为零的匀加速直线运动 根据运动学公式有x at2 运动时 间相等时有 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 3 由题图乙可知刻度尺的分度值是1 mm 读数时要估读到分度值的下 一位 则测量结果为23 86 cm 0 50 cm 23 36 cm 当小车质量一定时 小车的加速度与合外力成正比 本题中两小车均做 初速度为零的匀加速直线运动 且运动时间相等 所以两小车的位移之 比等于加速度之比 由此可知 小车所受的拉力之比应该近似等于位 移之比 由实验数据可发现 第3次实验数据存在明显错误 应舍弃 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 考点二 实验数据处理和误差分析 例2 2016课标 23 10分 某物理课外小组利用图 a 中的装置探究物 体加速度与其所受合外力之间的关系 图中 置于实验台上的长木板水 平放置 其右端固定一轻滑轮 轻绳跨过滑轮 一端与放在木板上的小滑 车相连 另一端可悬挂钩码 本实验中可 用的钩码共有N 5个 每个质量均为 0 010 kg 实验步骤如下 图 a 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 1 将5个钩码全部放入小车中 在长木板左下方垫上适当厚度的小物块 使小车 和钩码 可以在木板上匀速下滑 2 将n 依次取n 1 2 3 4 5 个钩码挂在轻绳右端 其余N n个钩码仍留在 小车内 用手按住小车并使轻绳与木板平行 释放小车 同时用传感器 记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s 绘制s t图像 经数据处理后 可得到相应的加速度a 3 对应于不同的n的a值见下表 n 2时的s t图像如图 b 所示 由图 b 求出此时小车的加速度 保留2位有效数字 将结果填入下表 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 4 利用表中的数据在图 c 中补齐数据点 并作出a n图像 从图像可以 看出 当物体质量一定时 物体的加速度与其所受的合外力成正比 n12345 a m s 20 20 0 580 781 00 图 b 图 c 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 5 利用a n图像求得小车 空载 的质量为 kg 保留2位有效数 字 重力加速度取g 9 8 m s 2 6 若以 保持木板水平 来代替步骤 1 下列说法正确的是 填入正确选项前的标号 A a n图线不再是直线 B a n图线仍是直线 但该直线不过原点 C a n图线仍是直线 但该直线的斜率变大 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 答案 3 0 39 在0 37 0 49范围内均可 4 如图所示 5 0 45 在0 43 0 47范围内均可 6 BC 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 解析 3 由s at2得a 在s t图像中找一点坐标 代入公式即可求出a 5 对小车和钩码组成的系统应用牛顿第二定律 有nmg M Nm a 则a a n图线的斜率k 从而可解出M 6 对于已平衡摩擦力的情况 对整体应用牛顿第二定律 有nmg M Nm a 则a n 对于木板水平的情况 对整体应用牛顿第二定律 有 nmg M N n m g M Nm a 整理得a n g 比较 可见 B C均正确 总纲目录 基础过关 考点突破 巩固训练 栏目索引考点突破 变式2 某实验小组利用如图甲所示装置 探究加速度与物体受力的 关系 已知小