15 第3章 实验4 探究加速度与物体受力、物体质量的关系（PPT课件）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

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 基础梳理 夯根基 考点研析 提能力 课时精练(十五)　探究加速度与物体受力、物体质量的关系 内容索引 01 基础梳理 夯根基 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．掌握运用图像法处理问题的方法。 二、实验原理、器材 1．控制变量法探究加速度与物体受力、物体质量的关系 (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。 2．装置图与器材 (1)装置图 (2)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。 三、实验步骤与操作 1．测质量：用天平测出小车的质量M和槽码的质量m。 2．安装：按上图把实验器材安装好，先不要把悬挂槽码的细绳系在小车上。 3．平衡摩擦力：在长木板没有滑轮的一端下面垫一木块，移动木块的位置，直至小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。 4．操作 (1)槽码通过细绳绕过定滑轮系在小车上，先接通电源后放开小车，取下纸带并编号。 (2)保持小车的质量M不变，改变槽码的质量m。 (3)保持槽码的质量m不变，改变小车的质量M。 (4)重复进行多次实验。 5．求加速度a：在每条纸带上选取一段比较理想的部分，求加速度a。 四、实验数据处理与误差分析 1．探究加速度与力的关系 (1)根据多组(a，F)数据作出a -F图像，如图甲所示。 若图像是一条过原点的直线，可判断a∝F。 若M为定值，则随着m的增大，此斜率会减小 ，当m不再远小于M时，图像向下弯曲。 ②F＝mg＝0时，小车具有非零的加速度a，这说明平衡摩擦力过度。 ③当F＝mg增大到某值时，小车才具有非零的加速度a，这说明平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦力。 若m为定值，则随着M的减小，此斜率会减小，当M不再远大于m时，图像向下弯曲。 ②M无限增大时，小车具有非零的加速度a，这说明平衡摩擦力过度。 ③当M减小到某值时，小车才具有非零的加速度a，这说明平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦力。 五、注意事项 1．安装器材时，要调整滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行。 2．平衡摩擦力时，小车连着穿过打点计时器的纸带，但不要把悬挂槽码的细绳系在小车上。改变槽码的质量后，不需要重新平衡摩擦力。 3．只有小车的质量远大于槽码的质量时，槽码受到的重力才可视为小车受到的拉力。 4．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，在小车到达滑轮前按住小车。 返回 02 考点研析 提能力 教材原型实验 例1　某实验小组利用图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系。 (1)(多选) 下列做法正确的是________。 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受到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。 (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“大于”“小于”或“等于”) 解析：(1)为保证细绳的拉力方向不变，细绳要保持与长木板平行，A项正确；平衡摩擦力时应使木块连接纸带，但不应连接细绳和砝码桶，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时，不需要重新平衡摩擦力，D项正确。 答案：　(1)AD　(2)远小于　(3)小于　大于 例2　用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。 甲 (1)除了图甲中所给器材以及交流电源和导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________(选填正确选项的字母)。 A．秒表 B．天平(含砝码) C．弹簧测力计 D．刻度尺 (2)实验前补偿阻力的做法是：把实验器材安装好，先不挂重物，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初速度沿木板向下运动，并不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做________运动。 (3)为使砂桶和砂的总重力在数