2023届高考物理一轮复习课件：第五讲 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系

第五讲　实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 一、基本原理与操作 以小车为研究对象: 受力分析 T f M车g N F合=T-f f怎么测？ 钩码： 即m<<M车时 mg≈T mg T f T M车g N ө M车gsinө=f=μM车gcosө T≈mg 1.平衡摩擦力 第五讲　实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 一、基本原理与操作 2.F合=T =mg? mg-T=ma a很小时 结论:钩码质量远小于小车质量时 F合≈mg m mg T f T M车g N ө M车gsinө=f=μM车gcosө 1.平衡摩擦力 第五讲　实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 一、基本原理与操作 结论:钩码质量远小于小车质量时 F合≈mg 思考1:改变小车质量，需要重新平衡摩擦力吗？ 思考3:太麻烦，可以不平衡摩擦力吗？ 思考2:平衡摩擦力需要挂钩码吗？ 气垫导轨不需要 不需要 不需要 1．用气垫导轨替代长木板做实验，不用再平衡滑块的摩擦力。 2．利用光电门和数字计时器来计算滑块通过光电门的速度进而 求加速度。 思考3:太麻烦，可以不平衡摩擦力吗？ 气垫导轨不需要 思考4:必须满足m<<M车？ ①力传感器或弹簧秤直接测出拉力 mg T f T M车g N ө m 力传感器 思考4:必须满足m<<M车？ ①力传感器或弹簧秤直接测出拉力 钩码： mg-T=ma 车： T=M车a mg=(m+M车)a 整体： mg T f M车g N T ②以车钩码整体验证牛二 思考：如何做到整体质量不变，探究整体合力与加速度的关系？ a∝F合 a F合 第五讲　实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 一、基本原理与操作 二、数据处理 1.保持小车M车不变，改变钩码质量m，探究a与F合的关系 2.保持钩码质量m不变，改变小车M车，探究a与M车的关系 a M车 1 a∝ M车 1 a F合 a M车 1 思考:若平衡摩擦力时平衡过度或平衡不够，会有什么现象? 平衡过度 平衡不够 平衡过度 平衡不够 若钩码质量持续增加不满足m<<M时 a F合 a M车 1 若小车质量持续减小不满足m<<M时 操作要领 (1)平衡：必须平衡摩擦力(改变小车或重物质量，无需重新平衡摩擦力) (2)质量：重物的总质量远小于小车质量(若使用力传感器，或以小车与重物的系统为研究对象无需满足此要求) (3)要测量的物理量：①小车与其上砝码的总质量(天平)；②小车受到的拉力(约等于重物的重力)；③小车的加速度(根据纸带用逐差法或根据光电门数据计算加速度) (4)其他：细绳与长木板平行；小车从靠近打点计时器的位置释放，在到达定滑轮前按住小车，实验时先接通电源，后释放小车 (1)下列做法正确的是________(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。 考法一　实验原理与操作 1．某实验小组利用图1所示的装置探究加速度与物体受力、物体质量的关系。 AD 远小于 (3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图1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2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2可知， m甲______m乙，μ甲______μ乙 (均选填“>”“＝”或“<”)。 F－μmg＝ma < > [关键点拨] (1)长木板上滑轮的高度可以调节，以使牵引小车(木块)的细绳与长木板保持平行。 (2)平衡摩擦力：平衡摩擦力时，要调出一个合适的斜面，使小车(木块)的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车(木块)受到的摩擦阻力。此时，不要把悬挂砝码桶的细绳系在小车(木块)上，即不要给小车(木块)加任何牵引力，要让小车(木块)拖着纸带运动。 (3)实验条件：M≫m。只有如此，砝码桶和砝码的总重力mg才可视为小车(木块)受到的拉力。 (4)一先一后：改变拉力和小车(木块)质量后，每次开始时小车(木块)应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后放开小车(木块)，且应在小车(木块)到达滑轮前按住小车(木块)。 (5)如果没有平衡摩