第四章　第2节　实验 探究加速度与力、质量的关系（课件）-2021-2022学年高中物理必修1【导与练】高中同步全程学习（人教版）

2　实验:探究加速度与力、质量的关系 物理 解读实验 科学探究 典例研析 物理 解读实验·掌握基础 物理 科学探究·突破创新 一、数据处理方法 物理 二、误差分析 产生原因 减小方法 偶然 误差 质量测量不准、计数点间距测量不准 多次测量求平均值 小车所受拉力测量不准 尽量减小阻力的影响;使细绳和纸带平行于木板 作图不准 使尽可能多的点落在直线上或均匀分布在直线两侧,误差较大的点舍去 系统 误差 小盘及重物的总重力代替小车所受的拉力 使小盘和重物的总质量远小于小车的质量 物理 三、注意事项 1.平衡阻力时不要挂小盘和重物,整个实验平衡了阻力后,无论改变小盘和重物的质量还是改变小车及砝码的质量,都不需要重新平衡阻力. 2.实验中要使小车和砝码的总质量远大于小盘和重物的总质量.只有如此,重物和小盘的总重力可作为小车受到的拉力. 3.小车应靠近打点计时器且先接通电源再释放小车. 4.作图象时,要通过尽可能多的点作图线,不在图线上的点应尽可能对称分布在图线两侧,离图线较远的点应该舍去,不予考虑. 物理 类型一　实验操作及注意事项 [例1] 如图所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图.沙和沙桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M.实验中用沙和沙桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小. 典例研析·拓展创新 物理 (1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合力,先调节长木板上滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作 是　　　 　.  A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在沙和沙桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 B.将长木板的另一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去沙和沙桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 C.将长木板的另一端垫起适当的高度,撤去纸带以及沙和沙桶,轻推小 车,观察判断小车是否做匀速运动 物理 解析:(1)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是将长木板的另一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去沙和沙桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动,即平衡摩擦力.选项B正确. 答案:(1)B 物理 解析:(2)实验中要求沙和沙桶的质量要比小车和砝码的质量小很多,才能用沙和沙桶的重力作为小车受到的拉力,由题可知,C组中m比M小得最多,选项C正确. (2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是　　　　.  A.M=200 g,m=10 g,15 g,20 g,25 g,30 g,40 g B.M=200 g,m=20 g,40 g,60 g,80 g,100 g,120 g C.M=400 g,m=10 g,15 g,20 g,25 g,30 g,40 g D.M=400 g,m=20 g,40 g,60 g,80 g,100 g,120 g 答案:(2)C 物理 类型二　数据处理与误差分析 [例2] 某探究学习小组欲探究物体的加速度与力、质量的关系,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,图中小车的质量用M表示,钩码的质量用m表示.要顺利完成该实验,则: 物理 (1)为使小车所受合力等于细线的拉力,应采取的措施是　　　　　　;要使细线的拉力约等于钩码的总重力,应满足的条件是　 .  解析:(1)因小车运动方向上除了受到细线的拉力外,还受到摩擦力作用;为使小车所受合力等于细线的拉力,应采取的措施是平衡摩擦力.要使细线的拉力约等于钩码的总重力,应使钩码的质量(m)远小于小车的质量(M),即m≪M. 答案:(1)平衡摩擦力　m≪M　 　 物理 (2)某次打出的某一条纸带上A,B,C,D,E,F为相邻的6个计数点,如图,相邻计数点间还有四个点未标出.利用图中给出的数据可求出小车的加速度a=　　　　m/s2.(结果保留两位小数)  解析:(2)相邻计数点间还有四个点未标出,则T=0.10 s,xEF-xAB=4aT2,解得a=0.50 m/s2. 答案:(2)0.50 物理 (3)某位同学经过测量、计算得到如下数据,请在图中作出小车加速度与所受合力的关系图象. 组别 1 3 5 7 M/kg 0.58 0.58 0.58 0.58 F/N 0.10 0.20 0.30 0.40 a/(m·s-2) 0.10 0.26 0.43 0.59 物理 解析:(3)将各组测量数据在a-F坐标中描点,并通过这些点作图象,得到a-F的关系图象如图所示. 答案:(3)图见解析 物理 (4)由图象可以看出,该实