第三章 实验四　探究加速度与物体受力、物体质量的关系-【南方凤凰台】2024高考物理一轮复习导学案 广东（新教材新高考）课件

第三章　 牛顿运动定律 实验四　 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 高考总复习 一轮复习导学案 · 数学（提高版） 高考一轮复习·南方凤凰台·物理 1 夯实双基 基 础 梳 理 1. 实验原理 （1） 保持质量不变，探究加速度跟 　合外力　⁠的关系.  （2） 保持合外力不变，探究加速度与 　质量　⁠的关系.  （3） 作出a－F图像和a－图像，确定a与F、m的关系. 2. 实验器材 小车、槽码、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、学生电源、导线、纸带、天平、刻度尺、坐标纸. 合外力　 质量　 夯实双基 （1） 测量 用天平测量槽码的质量m'和小车的质量m. （2） 安装 按照如图所示装置安装器材，只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上（不给小车 　 牵 引⁠）.  牵 引力　 3. 实验过程 夯实双基 （3） 平衡阻力 在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车 　匀速　⁠下滑.  （4） 操作 ①槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先 　接通电源　⁠后 　放开小车　⁠，断开电源，取下纸带，编号码.  ②保持小车的质量m不变，改变槽码的质量m'，重复①. ③在每条纸带上选取一段，计算加速度a. ④描点作图，作a－F的图像. ⑤保持槽码的质量m'不变，改变小车质量m，重复①和③，作a－图像. 匀速　 接通电源　 放开小车　 夯实双基 4. 数据处理 （1） 利用逐差法或v－t图像法求a. （2） 以a为纵坐标，F为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，说明a与F成正比. （3） 以a为纵坐标，为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，说明a与m成反比. 夯实双基 5. 注意事项 （1） 开始前首先平衡阻力 适当垫高木板不带定滑轮的一端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡 　小车和纸带受到的阻力　⁠.在平衡阻力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动.  （2） 过程中不要重复平衡阻力. （3） m与m'的关系为 　m≫m'　⁠.  （4） 一先一后一按 改变拉力或小车质量后，开始时应使小车尽量靠近 　打点计时器　⁠，并应先 　接通电源　⁠，后 　释放小车　⁠，且应在小车到达滑轮前按住小车.  小车 和纸带受到的阻力　 m≫m'　 打点计时器　 接通 电源　 释放小车　 夯实双基 6. 误差分析 （1） 用槽码的总重力m'g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力小于槽码的总重力. （2） 平衡阻力、质量测量、计数点间距离测量、纸带和细绳不与木板平行都会引起误差. 夯实双基 素养发展 ⁠  教材原型实验  ⁠（2022·汕尾调研）如图甲所示为“探究牛顿第二定律”的装置示意图，图中打点计时器使用的电源为50 Hz的交流电源，在小车质量未知的情况下，通过改变桶中沙的多少探究在小车质量不变的条件下，小车的加速度与合外力的关系. 甲 （1） 平衡小车所受的摩擦力，取下装沙的桶， 调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点 计时器在纸带上打出一系列间距 　相等　⁠的点.  解析：平衡摩擦力，小车做匀速运动，打点计时 器在纸带上打出的相邻两点的间距相等. 相等　 素养发展 10 解析：因为所用交变电流的频率是50 Hz， 所以相邻两计数点之间的时间间隔为 T＝5× s＝0.1 s.由图可读出A、B计数点间距x1＝（2.40－1.00） cm＝1.40 cm，C、D计数点间距x2＝（6.70－4.30） cm＝2.40 cm.a＝，可得小车的加速度 a＝＝. （2） 打出的其中一条纸带如图乙所示，每5个点标记一个计数点，如图所示，A、B、C、D为连续选择的计数点，相邻计数点时间间隔T＝ 　0.1　⁠s；读出纸带上A、B计数点间距x1＝ 　1.40　⁠cm，C、D计数点间距x2＝ 　2.40　⁠cm；利用字母T、x1、x2写出小车的加速度的计算式a＝ 　　⁠.  乙 0.1　 1.40　 2.40　 　 素养发展 （3） 以沙和桶的总重力F为横坐标，小车的加速度a为纵坐标，作出a－F图像如图丙所示，则小车的质量为M＝ 　0.5　⁠kg.  丙 解析：由牛顿第二定律可得F＝Ma，则a＝F， 由图丙可知＝2.0，解得小车的质量为M＝0.5 kg. 0.5　 素养发展 ⁠　某同学“探究加速度与物体受力的关系”.将器材按图甲所示安装.已知打点计时器的工作频率为50 Hz. （1） 该同学在进行平衡摩擦力的操作时，将木板垫高后，在 　不挂　⁠（填“挂”或“不挂”）小吊盘（含砝码）的情况下，轻推小车，让小车拖着纸带运动，得到了如图乙所示的纸带，则该同学平衡摩擦力时木板的倾角 　过大　⁠（填“过大”“过小”或“适中”）.  甲 乙 不挂　 过大　 解析：在平衡摩擦力