14 第3章 实验4 探究加速度与物体受力、物体质量的关系（课件）-2023高考物理【金版新学案】大一轮复习讲义·高三总复习（新高考 广东版）

实验四　探究加速度与物体受力、物体质量的关系 第三章　牛顿运动定律　 栏目导引 实验基础 自主落实 栏目一 核心题型 分层突破 栏目二 实验基础 返回 返回 返回 返回 返回 核心题型 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 [友情提示]　每道习题都是一个高考点，每项训练都是对能力的检验， 认真对待它们吧！进入“章末素养评价（三）”，去收获希望，体验成 功！本栏目内容以活页形式分册装订 返回 返回 一、基本思路与操作 装置图与思路 操作要领 (1)测量：用天平测出小车和槽码的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来。 (2)安装实验器材：将小车置于带有定滑轮的木板上，将纸带穿过打点计时器后挂在小车尾部。 (3)平衡摩擦力：用薄垫块将一端垫高，平衡摩擦力(改变小车的质量或槽码的数量，无须重新平衡摩擦力)。 装置图与思路 操作要领 思路： (1)保持小车质量不变→测得不同拉力下小车运动的加速度→分析二者之间的定量关系。 (2)保持小车所受的拉力不变→测得不同质量的小车运动的加速度→分析二者的定量关系。 (4)悬挂槽码：在细线一端挂上槽码，另一端系在小车前端。 (5)收集纸带数据：先开启打点计时器，再释放小车，在纸带上打出一系列点。 (6)改变小车受力：保持小车的质量不变，通过增加槽码的数量改变小车受力。 (7)改变小车质量：保持槽码的数量(小车所受的拉力)不变，通过增加或减少小车上的砝码的方式，改变小车的质量。 二、数据处理和实验结论 1．利用Δx＝aT2及逐差法求a。 2．以a为纵坐标，F为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，如图甲所示，说明a与F成正比。 3．以a为纵坐标， eq \f(1,M) 为横坐标，描点、连线，如果该线为过原点的直线，如图乙所示，就能判定a与M成反比。 三、误差分析 1．质量的测量、纸带上计数点间距离的测量、细绳或纸带不与木板平行等都会造成误差。 2．实验原理不完善引起误差。 3．平衡摩擦力不准确会造成误差。 四、注意事项 1．实验方法：控制变量法。 2．必须使槽码质量远小于小车总质量，其目的是用槽码重力替代小车所受的拉力。 3．平衡摩擦力应注意以下两点 (1)不系槽码。 (2)连好纸带接通打点计时器，反复调节倾角，纸带上打出的点迹均匀分布时，说明已经平衡了摩擦力。 4．三问平衡摩擦力 摩擦力如何被平衡 垫高长木板远离滑轮的一端 平衡摩擦力的目的 用小车所受的拉力替代合力 平衡摩擦力的原理 mg sin θ＝Ff，改变小车的质量时，不需重新平衡摩擦力 题型一　教材原型实验 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： (1)为猜想加速度与质量的关系，可利用图1所示装置进行对比实验。两个车放在水平板上，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 (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2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 ­ eq \f(1,M) 图像。 次数 1 2 3 4 5 6 7 a/(m·s－2) 0．62 0．56 0．48 0．40 0．32 0．24 0．15 M/kg 0．25 0．29 0．33 0．40 0．50 0．71 1．00 (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：________(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 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 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，即钩码质量相同，而让小车的质量不同，故B正确。 (2)数据描点作a­ eq \f(1,M) 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