（浙江選考）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 實(shí)驗(yàn)與探究 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)（一）課件.ppt

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1、,第十四章實(shí)驗(yàn)與探究,第1講力學(xué)實(shí)驗(yàn)(一),NEIRONGSUOYIN,內(nèi)容索引,實(shí)驗(yàn)1：,實(shí)驗(yàn)2：,課時作業(yè),探究小車速度隨時間變化的規(guī)律,探究求合力的方法,實(shí)驗(yàn)3：,探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)1：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律,一、實(shí)驗(yàn)原理,利用紙帶記錄的數(shù)據(jù)，計(jì)算各時刻的速度，再作出速度時間圖象.,(2)若vt圖象是一條傾斜的直線，則物體做勻變速直線運(yùn)動，圖線的斜率表示加速度.,二、實(shí)驗(yàn)裝置圖及器材,實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖1所示：,圖1,打點(diǎn)計(jì)時器、學(xué)生電源、復(fù)寫紙、紙帶、導(dǎo)線、一端帶有滑輪的長木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、坐標(biāo)紙.,三、實(shí)驗(yàn)步驟,1.把一端帶有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并

2、使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路. 2.把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上鉤碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器，并把紙帶的一端固定在小車的后面. 3.把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時器處，接通電源后，釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn). 4.換上新的紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次. 5.增減所掛鉤碼，按以上步驟再做兩次實(shí)驗(yàn).,四、數(shù)據(jù)處理,1.利用紙帶測量并計(jì)算 (1)從紙帶中選取便于測量的點(diǎn)作為計(jì)數(shù)始點(diǎn)，以后依次每五個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，并標(biāo)明0、1、2、3、4測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離x，并記錄在表中.,(2)分別計(jì)算出相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離x1、

3、x2、x3,2.作出小車運(yùn)動的vt圖象 (1)定標(biāo)度、描點(diǎn)：坐標(biāo)軸的標(biāo)度選取要合理，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在此坐標(biāo)系中描點(diǎn). (2)連線：畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線的兩側(cè).,五、注意事項(xiàng),1.細(xì)繩、紙帶要與長木板平行； 2.先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車； 3.開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器； 4.無須平衡摩擦力； 5.懸掛的鉤碼要適當(dāng)，避免紙帶打出的點(diǎn)太少或過于密集； 6.作vt圖象時，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，應(yīng)使圖象盡量分布在坐標(biāo)平面的大部分面積.,例1(2016浙江10月選考17)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中 (1)下列

4、說法中不正確或不必要的是_(填字母). A.長木板的一端必須墊高，使小車在不掛鉤碼時能在木板上做勻速運(yùn)動 B.連接鉤碼和小車的細(xì)線應(yīng)與長木板保持平行 C.小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時器，先接通電源，后釋放小車 D.選擇計(jì)數(shù)點(diǎn)時，必須從紙帶上第一個點(diǎn)開始,答案,C,解析探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，要求長木板平放，選項(xiàng)A是不必要的. 在處理紙帶時，由于第一點(diǎn)并不確定，因此常常將前面的點(diǎn)去掉，從清晰可辨的點(diǎn)開始取點(diǎn)，選項(xiàng)D是不必要的. 連接鉤碼和小車的細(xì)線需要與長木板平行，否則就要涉及到線的拉力分解問題，選項(xiàng)B是必要的. 操作時應(yīng)先接通電源再釋放小車，選項(xiàng)C是必要的.,(2)圖2甲是實(shí)驗(yàn)中打下的一段紙帶，算

5、出計(jì)數(shù)點(diǎn)2的速度大小為_m/s，并在圖乙中標(biāo)出，其余計(jì)數(shù)點(diǎn)1、3、4、5對應(yīng)的小車瞬時速度大小在圖乙中已標(biāo)出.,答案,甲,乙,答案見解析,圖2,(3)作圖并求得小車的加速度大小為_m/s2.,答案,1.50,變式1(2018寧波市期末)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中 (1)用到電磁打點(diǎn)計(jì)時器，應(yīng)采用的電源是_. A.學(xué)生電源交流輸出 B.3節(jié)干電池 C.蓄電池,A,(2)下列說法正確的是_. A.應(yīng)先接通電源，在打點(diǎn)計(jì)時器開始打點(diǎn)后再釋放小車 B.應(yīng)先釋放小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源,A,(3)某學(xué)生實(shí)驗(yàn)時得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖3所示，圖中O、A、B、C、D、E是打點(diǎn)計(jì)時器連續(xù)打

6、下的6個點(diǎn)，若打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)周期為T，則利用此紙 帶得到小車的加速度的表達(dá)式為_.(用x2、x5、T來表示),圖3,變式2(2018溫州市“十五校聯(lián)合體”期中)同學(xué)們利用如圖4所示裝置做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn).請你完成下列有關(guān)問題：,乙,圖4,(1)實(shí)驗(yàn)室提供如圖5甲、乙兩種打點(diǎn)計(jì)時器，某實(shí)驗(yàn)小組決定使用電火花計(jì)時器，則應(yīng)選用圖中的_(填“甲”或“乙”)計(jì)時器.,圖5,(2)另一實(shí)驗(yàn)小組使用的是電磁打點(diǎn)計(jì)時器，圖6中接線正確的是_(填“甲”或“乙”).,乙,圖6,(3)小宇同學(xué)選取一條清晰紙帶進(jìn)行研究，在紙帶上選出九個計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖7所示，相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為0.1 s

7、，根據(jù)紙帶提供的信息，紙帶上3、5兩點(diǎn)間距離為_ mm.,35.0(34.535.5均可),圖7,(4)紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)6的瞬時速度為_ m/s(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)，小車運(yùn)動的加速度為_ m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字).,0.255(0.2540.256均可),0.38(0.360.42均可),(5)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法中對于減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的是_. A.墊高長木板的一端，使小車在不掛鉤碼時能在木板上做勻速運(yùn)動 B.使小車運(yùn)動的加速度盡量小些 C.舍去紙帶上密集的點(diǎn)，利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測量 D.選用各處平整程度、光滑程度相同的長木板做實(shí)驗(yàn)

8、,CD,(1)關(guān)于用打點(diǎn)計(jì)時器“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，以下說法正確的是_. A.長木板帶滑輪的一端必須伸出桌面外側(cè) B.實(shí)驗(yàn)時小車應(yīng)從靠近打點(diǎn)計(jì)時器的位置 釋放 C.應(yīng)先釋放小車，再啟動打點(diǎn)計(jì)時器 D.牽引小車的鉤碼質(zhì)量越大越好,變式3(2018杭州市五校聯(lián)考)如圖8所示，某同學(xué)在做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時，對打出的一條紙帶進(jìn)行研究(打點(diǎn)計(jì)時器所用電源頻率為50 Hz)，該同學(xué)在紙帶上按每5個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，取了A、B、C、D、E、F等計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行研究，該同學(xué)已求出了一些計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度，其數(shù)值見表格.,AB,圖8,(2)根據(jù)圖9紙帶提供的信息，該同學(xué)已經(jīng)計(jì)算出了打

9、下B、D、E這三個計(jì)數(shù)點(diǎn)時小車的速度，請你幫助他計(jì)算出打下計(jì)數(shù)點(diǎn)C時小車的速度(保留2位有效數(shù)字)，并填入相應(yīng)空格.,0.48,圖9,(3)以速度v為縱軸、時間t為橫軸在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系(A點(diǎn)對應(yīng)時刻為坐標(biāo)系中的0時刻)，根據(jù)以上數(shù)據(jù)在圖10所給的坐標(biāo)紙中作出小車的vt圖線.,圖10,答案如圖所示,(4)根據(jù)圖象可得，小車在打下A點(diǎn)時的速度vA_ m/s，小車運(yùn)動的加速度a_ m/s2.(以上結(jié)果均保留2位有效數(shù)字),0.32,0.80,返回,實(shí)驗(yàn)2：探究求合力的方法,一、實(shí)驗(yàn)原理,1.合力F的確定：一個力F的作用效果和兩個力F1、F2的共同作用效果都是把橡皮條拉伸到同一點(diǎn)，則F就是F1

10、、F2的合力. 2.合力理論值F的確定：根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F的圖示. 3.平行四邊形定則的驗(yàn)證：比較F和F的大小和方向是否相同.,二、實(shí)驗(yàn)裝置圖及器材,實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖11所示：,圖11,方木板、白紙、彈簧測力計(jì)(兩只)、橡皮條、細(xì)繩套、刻度尺(與三角板)、圖釘(若干).,三、實(shí)驗(yàn)步驟,1.釘白紙：用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上. 2.拴繩套：用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩個細(xì)繩套. 3.兩力拉：用兩只彈簧測力計(jì)分別勾住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長到某一位置O，如圖12所示.記錄兩彈簧測力計(jì)的讀數(shù)，用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時兩細(xì)繩套的

11、方向.,圖12,4.一力拉：只用一只彈簧測力計(jì)通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O，記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向. 5.改變兩個力F1和F2的大小和夾角，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次.,四、數(shù)據(jù)處理,1.用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測力計(jì)的拉力F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺與三角板作平行四邊形，過O點(diǎn)畫平行四邊形的對角線，即可得到合力F的圖示. 2.用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出實(shí)驗(yàn)步驟中用一只彈簧測力計(jì)拉時彈簧測力計(jì)的拉力F的圖示. 3.比較F與F是否完全重合或幾乎完全重合，從而驗(yàn)證平行四邊形定則.,五、注意事項(xiàng),1.同一實(shí)驗(yàn)

12、中的兩只彈簧測力計(jì)的選取方法是：將兩只彈簧測力計(jì)調(diào)零后互鉤對拉，若兩只彈簧測力計(jì)在對拉過程中，讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應(yīng)另換，直至相同為止. 2.在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長時，結(jié)點(diǎn)O位置一定要相同. 3.用兩只彈簧測力計(jì)鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時，夾角不宜太大也不宜太小，在60100之間為宜. 4.實(shí)驗(yàn)時彈簧測力計(jì)應(yīng)與木板平行，彈簧軸線與繩子共線，讀數(shù)時眼睛要正視彈簧測力計(jì)的刻度，在合力不超過彈簧測力計(jì)量程及橡皮條彈性限度的前提下，拉力的數(shù)值盡量大些.,5.細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，便于確定力的方向.不要直接沿細(xì)繩套的方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫一個點(diǎn)，去掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點(diǎn)與O點(diǎn)

13、連接，即可確定力的方向. 6.在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示稍大一些.,例2某探究小組做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)，將畫有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1 mm)的紙貼在水平桌面上，如圖13(a)所示.將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(diǎn)(位于圖示部分之外)，另一端P位于y軸上的A點(diǎn)時，橡皮筋處于原長.,答案,圖13,解析由題圖(b)可知，F(xiàn)的大小為4.0 N,(1)用一只測力計(jì)將橡皮筋的P端沿y軸從A點(diǎn)拉至坐標(biāo)原點(diǎn)O，此時拉力F的大小可由彈簧測力計(jì)讀出.彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖(b)所示，F(xiàn)的大小為_N.,4.0,(2)撤去(1)中的拉

14、力，橡皮筋P端回到A點(diǎn)；現(xiàn)使用兩個測力計(jì)同時拉橡皮筋，再次將P端拉至O點(diǎn).此時觀察到兩個拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向，由測力計(jì)的示數(shù)讀出兩個拉力的大小分別為F14.2 N和F25.6 N. 用5 mm長度的線段表示1 N的力，以O(shè)為作用點(diǎn)，在圖(a)中畫出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合；,答案,答案見解析圖,解析畫出力F1、F2的圖示，按平行四邊形定則畫出F合，如圖所示,F合的大小為_N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為_.若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實(shí)驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則.,答案,4.0,0.05,解析F合的線段長

15、約為20 mm，所以F合大小約為4.0 N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為tan 0.05.,變式4(2018嘉興市期末)如圖14所示為探究求合力的方法的實(shí)驗(yàn)裝置圖.,圖14,(1)請將下面實(shí)驗(yàn)的主要步驟補(bǔ)充完整. 將橡皮筋的一端固定在木板上的A點(diǎn)，另一端 拴上兩根繩套，每根繩套上分別連著一個彈簧 測力計(jì)； 沿著兩個方向拉彈簧測力計(jì).將橡皮筋的活動端拉到某一位置，將此位置標(biāo) 記為O點(diǎn)，并記錄兩個拉力的大小及方向； 再用一個彈簧測力計(jì)將橡皮筋的活動端仍拉至O點(diǎn)，記錄_.,答案該彈簧測力計(jì)拉力的大小及細(xì)繩套的方向,(2)下列幾種操作的討論中，說法正確的是_.,AB,變式5某同學(xué)做“探究求合力的方法”

16、實(shí)驗(yàn)，如圖15甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩.圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖.,圖15,(1)如果沒有操作失誤，圖乙中的力F與F中，方向一定沿AO方向的是_.,答案,F,解析F是只用一個彈簧秤把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到位置O的力，故F必沿OA方向.,解析細(xì)繩的作用是顯示出力的方向，不必等長，A錯誤； 只要確保用一個彈簧秤拉時能將結(jié)點(diǎn)拉到同一位置即可，橡皮條不一定要在兩繩夾角的平分線上，B錯誤； 在拉彈簧秤時必須要求彈簧秤與木板平面平行，使結(jié)點(diǎn)受到的力在與木板平行的同一平面內(nèi)，C正確； 為了便于記錄力的方向，并減小偶然誤差，拉橡皮條的細(xì)繩要適當(dāng)長些，使標(biāo)記

17、細(xì)繩方向的兩點(diǎn)遠(yuǎn)些，D正確.,(2)某同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中必須注意下列要求，其中正確的是_.(填選項(xiàng)前的字母) A.兩根細(xì)繩必須等長 B.橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上 C.在使用彈簧秤時要使彈簧秤與木板平面平行 D.細(xì)繩要適當(dāng)長些,CD,答案,(3)實(shí)驗(yàn)中兩個操作步驟如下： 在水平放置的木板上墊一張白紙并固定好，把橡皮條的一端固定在木板上，另一端拴兩根細(xì)繩，通過細(xì)繩同時用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條，使橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一位置O點(diǎn)，在白紙上記下O點(diǎn)和兩個彈簧秤的讀數(shù)，并記下兩細(xì)繩的方向； 只用一個彈簧秤通過細(xì)繩拉橡皮條，使橡皮條的伸長量與用兩個彈簧秤拉時的伸長量相同，記下此時彈簧秤的

18、讀數(shù)和細(xì)繩的方向. 其中有錯誤的步驟是_，正確操作應(yīng)是_.,答案,將橡皮條與細(xì)繩結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn),解析實(shí)驗(yàn)用到了等效法，用兩個彈簧秤拉應(yīng)與用一個彈簧秤拉的效果相同，故錯誤的步驟是，正確操作應(yīng)是將橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn).,(1)在實(shí)驗(yàn)過程中，下列說法正確的是_. A.實(shí)驗(yàn)過程中需要測量三條橡皮筋的長度以及橡皮筋的原長 B.以O(shè)A、OB為兩鄰邊作力的平行四邊形，其對角線一定與OC在一條直線上 C.多次實(shí)驗(yàn)中可改變OA、OB的夾角或改變重物質(zhì)量，但結(jié)點(diǎn)O位置不能改變 D.每次實(shí)驗(yàn)均需記錄三條細(xì)繩的方向及結(jié)點(diǎn)的位置,變式6某同學(xué)利用共點(diǎn)力平衡的原理來探究共點(diǎn)力的合成是否遵循平行四邊形定則，他將三條相同

19、的橡皮筋(遵循胡克定律)的一端系在一起，用三條細(xì)繩分別連接橡皮筋的另一端，按如圖16所示方式把重物豎直吊起.在實(shí)驗(yàn)中，可以通過刻度尺測量橡皮筋的長度來得到橡皮筋的拉力的大小，并通過三條細(xì)繩的方向確定三個拉力的方向，從而探究其中任意兩個拉力的合力是否與第三個力等大反向.,答案,圖16,AD,解析實(shí)驗(yàn)過程中需要測量三條橡皮筋的長度以及橡皮筋的原長，從而確定橡皮筋的伸長量，進(jìn)而確定力的大小，選項(xiàng)A正確； 以O(shè)A、OB為兩鄰邊作力的平行四邊形，由于實(shí)驗(yàn)存在誤差，其對角線不一定與OC在一條直線上，選項(xiàng)B錯誤； 多次實(shí)驗(yàn)中可改變OA、OB的夾角或改變重物的質(zhì)量，因?yàn)槭遣煌膶?shí)驗(yàn)，則結(jié)點(diǎn)O位置可以變動，選項(xiàng)

20、C錯誤； 每次實(shí)驗(yàn)均需記錄三條細(xì)繩的方向及結(jié)點(diǎn)的位置，選項(xiàng)D正確.,(2)為減小誤差，應(yīng)選擇勁度系數(shù)適當(dāng)_(填“大”或“小”)的橡皮筋，質(zhì)量適當(dāng)_(填“大”或“小”)的重物.,小,大,解析為減小誤差，應(yīng)選擇勁度系數(shù)適當(dāng)小的橡皮筋，質(zhì)量適當(dāng)大的重物，這樣橡皮筋的伸長量較大，誤差較小.,返回,答案,實(shí)驗(yàn)3：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,一、實(shí)驗(yàn)原理,1.探究方法控制變量法 (1)保持小車質(zhì)量不變，分析加速度與力的關(guān)系. (2)保持小車所受的力不變，改變小車的質(zhì)量，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系. 2.要測量的物理量 (1)小車與其上砝碼的總質(zhì)量； (2)小車受到的拉力； (3)小車的加速度.,二、實(shí)驗(yàn)裝置圖

21、及器材,如圖17所示，所需器材有打點(diǎn)計(jì)時器、紙帶、復(fù)寫紙、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、重物、薄木片、細(xì)繩、交流電源、導(dǎo)線、天平、刻度尺、砝碼.,圖17,三、實(shí)驗(yàn)步驟,1.用天平測出小車和重物(包括小盤)的質(zhì)量分別為M0、m0，并把數(shù)值記錄下來. 2.按實(shí)驗(yàn)裝置圖將實(shí)驗(yàn)器材安裝好(小車上不系細(xì)繩). 3.平衡摩擦力，把木板無滑輪的一端下面墊一薄木片，反復(fù)移動其位置，直到打點(diǎn)計(jì)時器正常工作后不掛重物(包括小盤)的小車在斜面上做勻速直線運(yùn)動為止(紙帶上相鄰點(diǎn)間距相等). 4.將重物(包括小盤)通過細(xì)繩系在小車上，先接通電源，后放開小車，打點(diǎn)完畢后關(guān)閉電源，取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上序號，此時所掛

22、重物(包括小盤)的重力m0g，即為小車所受的合力F. 5.保持小車的質(zhì)量不變，改變所掛重物(包括小盤)的重力，重復(fù)步驟4，多做幾次實(shí)驗(yàn)，并記錄好重物(包括小盤)的重力m1g、m2g以及加速度，填入表格中.,6.保持小盤中所放重物的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，并測出小車與所放砝碼的總質(zhì)量M，接通電源，放開小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動情況，取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上序號. 7.繼續(xù)在小車上加砝碼，重復(fù)步驟6，多做幾次實(shí)驗(yàn)，并將對應(yīng)的質(zhì)量和加速度填入表格中.,四、數(shù)據(jù)處理,1.計(jì)算保持小車質(zhì)量不變時，各次小盤和重物的重力(作為小車的合力)及對應(yīng)紙帶的加速度，填入表中. 2.計(jì)算保持小盤中重物的質(zhì)量不變時，

23、各次小車和砝碼的總質(zhì)量及對應(yīng)紙帶的加速度，填入表中. 3.需要記錄各組對應(yīng)的加速度a與小車所受拉力F，然后建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示拉力F，描點(diǎn)畫aF圖象，如果圖象是一條過原點(diǎn)的直線，便證明加速度與作用力成正比.再記錄各組對應(yīng)的加速度a與小車和砝碼總質(zhì)量M，然后建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù),如果圖象是一條過原點(diǎn)的直線，,就證明了加速度與質(zhì)量成反比.,五、注意事項(xiàng),1.一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是調(diào)出一個合適的斜面，使小車的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車所受的摩擦阻力.在平衡摩擦力時，不要把懸掛重物(包括小盤)的細(xì)繩系在小

24、車上，即不要給小車加任何牽引力，并要接通電源后讓小車拖著紙帶運(yùn)動. 2.整個實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變重物(包括小盤)質(zhì)量，還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力. 3.每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物(包括小盤)質(zhì)量的條件下打出.只有如此，重物(包括小盤)重力才可視為小車受到的拉力.,4.改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車. 5.作圖象時，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能均勻分布在所作直線兩側(cè). 6.作圖時兩軸標(biāo)度比例要適當(dāng)，各量須采用國際單位制單位，

25、這樣作圖線時，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過密，誤差會小些.,(1)采用力傳感器測量細(xì)線拉力與用重物重力 代替拉力的方法相比，下列說法正確的是_. A.可以不用平衡摩擦力 B.利用此實(shí)驗(yàn)裝置還需要測量重物的質(zhì)量 C.重物的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和力傳感器的總質(zhì)量 D.直接測量出小車(包括力傳感器)所受的拉力，可以減小誤差,例3小張和小楊同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行探究“加速度與力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn). 為提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，他們設(shè)計(jì)了如圖18所示的實(shí)驗(yàn)方案.將力傳感器固定在小車上，通過力傳感器可以直接顯示細(xì)線拉力的大小.,圖18,D,(2)圖19是某同學(xué)在此實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶，其中兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個點(diǎn)未畫出，已知打點(diǎn)計(jì)時器用

26、的交流電源的頻率為50 Hz，則小車運(yùn)動的加速度a_ m/s2.,答案,圖19,0.39,(3)保持小車和力傳感器的總質(zhì)量一定，改變重物的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù).請根據(jù)測量數(shù)據(jù)在圖20中作出aF圖象.,圖20,答案如圖所示,(4)根據(jù)作出的aF圖線，分析實(shí)驗(yàn)可能存在的問題是_. A.平衡摩擦力時長木板的傾角過大 B.平衡摩擦力不足,答案,B,解析分析aF圖象，a0時所對應(yīng)的F不為0，因此選B.,答案拉小車的細(xì)繩與水平板沒有平行托盤和重物的總質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,變式7(2018浙江11月選考17(2)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，兩個相同的小車放在光滑水平板

27、上，前端各系一條細(xì)繩，繩的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤中可放重物.小車的停和動通過用黑板擦按住小車后的細(xì)線和抬起來控制，如圖21甲所示.實(shí)驗(yàn)要求小盤和重物所受的重力近似等于使小車做勻加速直線運(yùn)動的力.,答案,圖21,(1)請指出圖乙中錯誤之處：_；,解析細(xì)繩拉力方向應(yīng)與水平板平行，以保證小車受到恒力的作用，從而加速度恒定，如果不平行，則隨著小車的運(yùn)動，小車水平方向的拉力會發(fā)生變化，同時根據(jù)題意“小盤和重物所受的重力近似等于使小車做勻加速直線運(yùn)動的力”可知，只有當(dāng)托盤和重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時，才可以近似把小車受到的拉力約等于托盤和重物的重力.根據(jù) 可知，兩車同時釋放，同時停止，加速度之比

28、等于位移之比.,(2)調(diào)整好實(shí)驗(yàn)裝置后，在某次實(shí)驗(yàn)中測得兩小車的位移分別是x1和x2，則兩車的加速度之比為_.,x1x2,變式8(2018杭州市期末)某同學(xué)用如圖22所示的裝置來探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.,答案,(1)下列說法中正確的是_. A.平衡摩擦力時需要將木板有滑輪的 一端稍墊高 B.平衡摩擦力時需要裝上紙帶，并懸掛好小桶 C.若改變小車質(zhì)量，因小車所受阻力發(fā)生變化，需重新平衡摩擦力 D.應(yīng)調(diào)整滑輪，保證小車在運(yùn)動過程中細(xì)線和木板平行,圖22,D,解析平衡摩擦力時需要將木板沒有滑輪的一端稍墊高，故A錯誤； 平衡摩擦力時需要裝上紙帶，但不需要掛上小桶，故B錯誤； 平衡摩擦力后，mgsi

29、n Ffmgcos ，即tan ，增大小車的質(zhì)量并無影響，不需要重新平衡摩擦力，故C錯誤； 應(yīng)保證在小車運(yùn)動過程中細(xì)線和木板平行，故D正確.,(2)為改變小車所受的力的大小，可往小桶中添加下列圖片中的_.,答案,B,解析為改變小車所受的力的大小，可往小桶中加入已知質(zhì)量的砝碼，故B正確；,(3)圖23甲為實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E為5個相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出，量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為xAB4.22 cm，xBC4.65 cm、xCD5.08 cm、xDE5.49 cm，已知打點(diǎn)計(jì)時器的工作頻率為50 Hz，則小車的加速度a_ m/s2(結(jié)果保留兩

30、位有效數(shù)字).,答案,圖23,0.43,(4)該同學(xué)改變小車的質(zhì)量，多次實(shí)驗(yàn)，作出小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系圖象如圖乙所示，根據(jù)圖象可知a與M的關(guān)系可能是_. A.aM B.aM2 C.aM1 D.aM2,答案,CD,解析由題圖圖象可知，質(zhì)量越大，加速度越小，故C、D正確.,變式9在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)器材組裝好，如圖24甲所示為釋放小車前瞬間的情景. (1)在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，請你指出圖中的錯誤或不妥之處(寫出兩處即可)：_.,答案,圖24,a.用了直流電源b.開始實(shí)驗(yàn)時，小車離打點(diǎn)計(jì)時器太遠(yuǎn)c.沒有平衡摩擦力,解析電源使用了直流電源，小車未靠近打點(diǎn)計(jì)時器

31、，沒有平衡摩擦力.,(2)在使用打點(diǎn)計(jì)時器時，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)紙帶有圖乙中的兩種穿法，感到有點(diǎn)猶豫.你認(rèn)為_(選填“A”或“B”)穿法正確.,答案,B,解析紙帶應(yīng)在復(fù)寫紙的下面，故B的穿法正確.,(3)該同學(xué)通過圖25甲所示裝置打出一條紙帶，如圖乙所示.根據(jù)紙帶的點(diǎn)跡可判斷出實(shí)驗(yàn)尚未平衡好摩擦力，為進(jìn)一步平衡摩擦力，圖甲中墊塊應(yīng)該向_(選填“左”或“右”)移一些.,答案,圖25,左,解析由題圖知，在相同時間內(nèi)兩點(diǎn)間的距離越來越小，說明小車做減速運(yùn)動，由牛頓第二定律知，重力沿斜面方向的分力小于滑動摩擦力，即沒有完全平衡摩擦力，故應(yīng)將墊塊向左移以增加重力沿斜面方向的分力.,(4)調(diào)整好實(shí)驗(yàn)裝置后，該同學(xué)

32、順利地完成了實(shí)驗(yàn).如圖26是他在實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為0.1 s，由圖中的數(shù)據(jù)可算得小車的加速度a_ m/s2，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時器打下C點(diǎn)時，小車的速度vC_ m/s.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字),返回,答案,圖26,0.38(0.340.42均可),0.20(0.190.21均可),由中間時刻的速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，得小車在C點(diǎn)的速度,課時作業(yè),1.(2018新高考研究聯(lián)盟聯(lián)考)(1)某次做實(shí)驗(yàn)時，實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備了以下器材，如圖1所示，請問用以下器材可以做下列哪些實(shí)驗(yàn)_. A.探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 B.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 C.探究求合力的方法 D.

33、研究平拋運(yùn)動 (2)上題四個選項(xiàng)中的實(shí)驗(yàn)，必須用到天平的是_(填對應(yīng)字母),1,2,3,4,5,6,7,8,圖1,AB,B,2.(2017浙江11月選考17)在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中， (1)下列儀器需要用到的是_(多選).,1,2,3,4,5,6,7,8,AD,(2)下列說法正確的是_(多選). A.先釋放紙帶再接通電源 B.拉小車的細(xì)線應(yīng)盡可能與長木板平行 C.紙帶與小車相連端的點(diǎn)跡較疏 D.輕推小車，拖著紙帶的小車能夠勻速下滑，說明摩擦力已被平衡,1,2,3,4,5,6,7,8,BD,(3)如圖2所示是實(shí)驗(yàn)時打出的一條紙帶，A、B、C、D為每隔4個點(diǎn)取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，據(jù)此紙帶可

34、知小車在D點(diǎn)的速度大小為_ m/s(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位).,1,2,3,4,5,6,7,8,圖2,0.210.01,(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時器接_電源(填“低壓直流”“低壓交流”或“220 V交流”).,3.某同學(xué)用如圖3甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”：,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,圖3,解析電磁打點(diǎn)計(jì)時器接低壓交流電源.,低壓交流,(2)實(shí)驗(yàn)時，使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器，先_再_.(填“接通電源”或“放開小車”),答案,1,2,3,4,5,6,7,8,解析實(shí)驗(yàn)時，使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器，先接通電源再放開小車.,接通電源 放開小車,(3)若所接電源的頻率是50 Hz，則每隔_秒打

35、一個點(diǎn).,解析若所接電源的頻率是50 Hz，則每隔0.02 s打一個點(diǎn).,0.02,(4)圖乙是繪出的小車速度時間關(guān)系圖線，根據(jù)圖線求出小車的加速度為a_ m/s2.(保留三位有效數(shù)字),答案,1,2,3,4,5,6,7,8,0.682,得到如圖乙所示點(diǎn)跡的紙帶，A、B、C、D、E是連續(xù)的五個計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個計(jì)時點(diǎn)未畫出，其中AB、DE間距離已標(biāo)出，單位是cm. (1)圖乙中C點(diǎn)的讀數(shù)為_ cm，打點(diǎn)計(jì)時器打下B點(diǎn)時木塊的速度為_ m/s，木塊運(yùn)動的加速度大小是_m/s2.(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),4.(2019屆溫州市質(zhì)檢)一位同學(xué)在探究木塊速度隨時間變化的規(guī)律時，在質(zhì)

36、地均勻的水平桌面上將木塊、電火花計(jì)時器、紙帶連接成如圖4甲所示的裝置，先接通周期為0.02 s的交流電源，再給木塊一向右的初速度v0，木塊向右運(yùn)動一小段距離后將紙帶拉緊，最后,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,圖4,3.90(3.883.92均可),0.36(0.350.37均可),2.5(2.42.6均可),解析C點(diǎn)的讀數(shù)為3.90 cm，紙帶上相鄰的兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有一個計(jì)時點(diǎn)未畫出，所以兩個相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間T0.022 s0.04 s.,1,2,3,4,5,6,7,8,(2)由圖乙紙帶上數(shù)據(jù)判斷，在誤差允許范圍內(nèi)，可以認(rèn)為木塊做的是_(選填“勻加速”或“勻減速”)運(yùn)動 .,答案,

37、1,2,3,4,5,6,7,8,勻減速,解析因?yàn)閤AB1.25 cm，xBC(3.902.25) cm1.65 cm，xCD2.05 cm，xDE2.43 cm，相等時間內(nèi)的位移差近似相等，所以在誤差允許范圍內(nèi)，可以認(rèn)為木塊做勻減速運(yùn)動.,5.在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)經(jīng)歷了以下實(shí)驗(yàn)步驟： A.在白紙上按比例作出兩個力F1和F2的圖示，根據(jù)平行四 邊形定則作圖求出合力F； B.只用一個測力計(jì)，通過細(xì)繩把橡皮條拉同樣長度； C.記下兩個測力計(jì)F1和F2的讀數(shù)，并且記錄它們的方向；,1,2,3,4,5,6,7,8,D.在水平放置的木板上，墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在板上P點(diǎn)，用兩

38、條細(xì)繩連接在橡皮條的另一端，通過細(xì)繩同時用兩個測力計(jì)互成角度地拉橡 皮條，使橡皮條與細(xì)繩的連接點(diǎn)到達(dá)某一位置O，并記下此位置，如圖5所示；,圖5,E.記下測力計(jì)的讀數(shù)F和細(xì)繩方向，按同一比例作出這個力的圖示，比較這 個實(shí)測合力F和按平行四邊形定則求出的合力F，看它們的大小和方向是 否相近； F.用刻度尺測量出P、O之間的距離并記錄； G.改變兩測力計(jì)拉力的大小和方向，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論. (1)上述實(shí)驗(yàn)步驟有明顯的錯誤，這個步驟是_(填選項(xiàng)前的字母)；正確的操作應(yīng)為_ _.,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,B,只用一個測力計(jì)，通過細(xì)繩拉橡皮條，使橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)到達(dá)O位置,解

39、析步驟B錯誤，正確操作為：只用一個測力計(jì)，通過細(xì)繩拉橡皮條，使橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)到達(dá)O位置；,(2)上述實(shí)驗(yàn)步驟中有一步驟是多余的，這個步驟是_(填選項(xiàng)前的字母)；,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,(3)將以上實(shí)驗(yàn)步驟按正確順序排列，應(yīng)為_(填選項(xiàng)前的字母).,F,DCABEG,解析該實(shí)驗(yàn)要使一個彈簧測力計(jì)拉力和兩個彈簧測力計(jì)拉力產(chǎn)生相同的形變效果，不需要測量形變量的具體數(shù)值，只需要使橡皮條沿著同一方向伸長相同的長度即可，故不需要測量P、O之間的距離；,解析組裝器材，測量分力：DC；求解合力的理論值：A；測量合力的實(shí)際值并重復(fù)實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：BEG；所以實(shí)驗(yàn)步驟為DCABEG.,6.

40、根據(jù)要求，完成“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn). (1)如圖6甲所示，把白紙固定在木板上后，再把木板豎立在桌面上，用圖釘把橡皮筋的一端固定在A點(diǎn)，另一端B連有兩條輕繩，跨過定滑輪后各拴一細(xì)繩套，分別掛上3個鉤碼和4個鉤碼(每個鉤碼重1 N)，調(diào)整滑輪的位置，穩(wěn)定后結(jié)點(diǎn)位于O處，記下_和兩條細(xì)繩的方向及拉力大小，取下滑輪及鉤碼.,1,2,3,4,5,6,7,8,圖6,結(jié)點(diǎn)的位置O點(diǎn),1,2,3,4,5,6,7,8,5.0,(2)如圖乙所示，取某單位長度表示1 N，用力的圖示作出兩條細(xì)繩的拉力F1和F2；再用一個彈簧測力計(jì)把結(jié)點(diǎn)也拉至O處，記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù)F_ N和拉力方向，取下彈簧測力計(jì).,(3)在

41、圖丙中作出F1和F2的合力F的圖示.,1,2,3,4,5,6,7,8,答案如圖所示,7.(2018紹興市選考診斷)如圖7所示是“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置. (1)下圖是實(shí)驗(yàn)時平衡阻力的情形，其中正確的是_.(選填字母),1,2,3,4,5,6,7,8,圖7,C,(2)在平衡阻力后，當(dāng)小盤及盤內(nèi)物體的總質(zhì)量_(填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“近似等于”)小車總質(zhì)量時，小盤及盤內(nèi)物體的總重量近似等于小車運(yùn)動時所受的拉力.實(shí)驗(yàn)中可以通過增減小盤中_(選填“50 g鉤碼”或“1 g砝碼”)的個數(shù)來改變拉力的大小.,1,2,3,4,5,6,7,8,遠(yuǎn)小于,1 g砝碼,(3)圖8是對一條紙條處理后

42、得到的vt圖象，根據(jù)圖象可求得加速度大小為_ m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),1,2,3,4,5,6,7,8,圖8,2.00(1.952.05均可),8.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個探究加速度與物體所受合力及物體質(zhì)量間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖9(a)為實(shí)驗(yàn)裝置圖，A為小車，B為打點(diǎn)計(jì)時器，C為裝有沙的沙桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板.實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對小車的拉力F等于沙和沙桶的總重力，小車運(yùn)動的加速度a可由打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打出的點(diǎn)求得. (1)圖(b)為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時間間隔為0.10 s，由圖中數(shù)據(jù)求出小車加速度值為_ m/s2.(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),1,2,3,4,5,6,7,8,圖9,0.64 m/s2,(2)保持沙和沙桶的質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應(yīng)的 數(shù)據(jù)如表中所示，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，為直觀反映F不變時，a與m的關(guān)系，請?jiān)趫D(c)中選擇恰當(dāng)?shù)奈锢砹亢蜆?biāo)度建立坐標(biāo)系，并作出圖線.,1,2,3,4,5,6,7,8,(c),答案如圖所示,(3)從圖線中得到F不變時小車加速度a與質(zhì)量m間的定量關(guān)系是_. (4)保持小車質(zhì)量不變，改變沙和沙桶質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度與合力F的關(guān)系圖線如圖10所示，該圖線不通過原點(diǎn)，其可能的原因是_.,1,2,3,4,5,6,7,8,返回,圖10,沒有平衡摩擦力(或平衡摩擦力不足),