2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 實(shí)驗(yàn)4 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律課件 新人教版.ppt

《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 實(shí)驗(yàn)4 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律課件 新人教版.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 實(shí)驗(yàn)4 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律課件 新人教版.ppt（46頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

實(shí)驗(yàn)4驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理量的關(guān)系 2 探究加速度與力 質(zhì)量的關(guān)系 3 掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法 二 實(shí)驗(yàn)原理1 保持質(zhì)量不變 探究加速度跟合外力的關(guān)系 2 保持合外力不變 探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系 3 作出a F圖象和a 圖象 確定其關(guān)系 三 實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 紙帶 復(fù)寫紙 小車 一端附有定滑輪的長木板 小盤 夾子 細(xì)繩 低壓交流電源 導(dǎo)線 天平 刻度尺 砝碼 四 實(shí)驗(yàn)步驟1 稱量質(zhì)量 用天平測(cè)量小盤的質(zhì)量m1和小車的質(zhì)量m2 2 安裝器材 按如圖所示裝置安裝器材 只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上 3 平衡摩擦力 在長木板不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊 反復(fù)移動(dòng)薄木塊的位置 直至小車能拉著紙帶勻速下滑 4 測(cè)量加速度 1 保持小車的質(zhì)量不變 打出一條紙帶 計(jì)算小盤和砝碼的重力由紙帶計(jì)算出小車的加速度 并填入表中 改變小盤內(nèi)砝碼的個(gè)數(shù) 并多做幾次 2 保持小盤內(nèi)的砝碼個(gè)數(shù)不變 在小車上放上砝碼改變小車的質(zhì)量 讓小車在木板上滑動(dòng)打出紙帶 計(jì)算砝碼和小車的總質(zhì)量m0 并由紙帶計(jì)算出小車對(duì)應(yīng)的加速度 填入表中 改變小車上砝碼的個(gè)數(shù) 多做幾次 五 數(shù)據(jù)處理1 利用 x aT2及逐差法求a 2 以a為縱坐標(biāo) F為橫坐標(biāo) 根據(jù)各組數(shù)據(jù)描點(diǎn) 如果這些點(diǎn)在一條過原點(diǎn)的直線上 說明a與F成正比 3 以a為縱坐標(biāo) 為橫坐標(biāo) 描點(diǎn) 連線 如果該線為過原點(diǎn)的直線 就能判定a與m成反比 六 誤差分析1 實(shí)驗(yàn)原理不完善 本實(shí)驗(yàn)用小盤和砝碼的總重力m g代替小車的拉力 而實(shí)際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力 2 摩擦力平衡不準(zhǔn)確 質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)確 計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)確 紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)引起誤差 七 注意事項(xiàng)1 平衡摩擦力 適當(dāng)墊高木板的右端 使小車的重力沿斜面方向的分力正好平衡小車和紙帶受到的阻力 在平衡摩擦力時(shí) 不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上 讓小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶勻速運(yùn)動(dòng) 2 不重復(fù)平衡摩擦力 3 實(shí)驗(yàn)條件 m0 m 4 一先一后一按 開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 先接通電源 后釋放小車 在小車到達(dá)滑輪前按住小車 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 教材原型實(shí)驗(yàn)例1 2018 山東棗莊質(zhì)檢 用圖 a 所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律 1 某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到如圖 b 所示的a F圖象 造成這一結(jié)果的原因是在平衡摩擦力時(shí) 圖中a0表示的是時(shí)小車的加速度 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 2 某同學(xué)得到如圖 c 所示的紙帶 已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz A B C D E F G是紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn) s sDG sAD cm 由此可算出小車的加速度a m s2 保留兩位有效數(shù)字 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 答案 1 長木板的傾角過大未掛砂桶 2 1 805 0解析 1 根據(jù)圖象 b 可知 當(dāng)沒有懸掛砂桶時(shí) 小車已經(jīng)產(chǎn)生加速度 由此可知在操作個(gè)過程中 平衡摩擦力過度即長木板的傾角過大 圖中a0表示的是未掛砂桶時(shí)小車的加速度大小 2 根據(jù)刻度尺的示數(shù)可知 s sDG sAD 3 90cm 2 10cm 1 80cm 0 0180m 時(shí)間間隔為T 0 06s 由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論 x aT2可知加速度 思維點(diǎn)撥 1 實(shí)驗(yàn)前要恰好平衡摩擦力 不能平衡摩擦力過度或不足 分析圖示圖象答題 2 根據(jù)圖示刻度尺求出兩點(diǎn)間的距離 然后應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論 x aT2求出加速度 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新以本實(shí)驗(yàn)為背景 通過改變實(shí)驗(yàn)條件 實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理設(shè)置題目 或者通過實(shí)驗(yàn)原理的拓展來設(shè)置題目 一 實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn) 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 二 數(shù)據(jù)測(cè)量的改進(jìn)三 實(shí)驗(yàn)的拓展延伸以驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律為背景測(cè)量物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 例2 2016 全國卷 某物理課外小組利用圖 a 中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系 圖中 置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的長木板水平放置 其右端固定一輕滑輪 輕繩跨過滑輪 一端與放在木板上的小滑車相連 另一端可懸掛鉤碼 本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N 5個(gè) 每個(gè)質(zhì)量均為0 010kg 實(shí)驗(yàn)步驟如下 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 1 將5個(gè)鉤碼全部放入小車中 在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊 使小車 和鉤碼 可以在木板上勻速下滑 2 將n 依次取n 1 2 3 4 5 個(gè)鉤碼掛在輕繩右端 其余N n個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi) 用手按住小車并使輕繩與木板平行 釋放小車 同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對(duì)于其起始位置的位移s 繪制s t圖象 經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 3 對(duì)應(yīng)于不同的n的a值見下表 n 2時(shí)的s t圖象如圖 b 所示 由圖 b 求出此時(shí)小車的加速度 保留2位有效數(shù)字 將結(jié)果填入下表 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 4 利用表中的數(shù)據(jù)在圖 c 中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn) 并作出a n圖象 從圖象可以看出 當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí) 物體的加速度與其所受的合外力成正比 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 5 利用a n圖象求得小車 空載 的質(zhì)量為kg 保留2位有效數(shù)字 重力加速度g取9 8m s 2 6 若以 保持木板水平 來代替步驟 1 下列說法正確的是 填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào) A a n圖線不再是直線B a n圖線仍是直線 但該直線不過原點(diǎn)C a n圖線仍是直線 但該直線的斜率變大 答案 3 0 40 0 37 0 49均對(duì) 4 a n圖線見解析 5 0 45 在0 43和0 47范圍內(nèi)都給分 6 BC解析 3 小滑車釋放后做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)滿足x at2 由題圖 b 知 當(dāng)x 0 8m時(shí) t 2 00s 代入 式解得a 0 40m s2 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 4 描點(diǎn)作圖a n圖線如圖 5 對(duì)鉤碼與小滑車組成的系統(tǒng)有nmg m 5m a 解得m 0 45kg 6 若木板保持水平 則對(duì)系統(tǒng)由牛頓第二定律得nmg m N n m g m Nm a 由此知圖線不過原點(diǎn) 且斜率增大 故B C選項(xiàng)正確 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 思維點(diǎn)撥此實(shí)驗(yàn)與教材中實(shí)驗(yàn)對(duì)比 研究對(duì)象一樣嗎 答案 不一樣 教材實(shí)驗(yàn)中研究對(duì)象是小車 此實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象是小車和鉤碼 包括懸掛的鉤碼 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 例3實(shí)驗(yàn) 用如圖甲所示的裝置探究加速度a與力F的關(guān)系 帶滑輪的長木板水平放置 彈簧測(cè)力計(jì)固定在墻上 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 1 實(shí)驗(yàn)時(shí) 一定要進(jìn)行的操作是 填選項(xiàng)字母 A 小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 先接通電源 再釋放小車 打出一條紙帶 根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)求出加速度a 同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)FB 改變小車的質(zhì)量 打出幾條紙帶C 用天平測(cè)出砂和砂桶的總質(zhì)量D 為減小誤差 實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 2 若要把小車所受拉力視為小車所受的合力 在進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)操作之前 首先應(yīng)該完成的實(shí)驗(yàn)步驟是 3 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 畫出了如圖乙所示的a F圖象 測(cè)得斜率為k 則小車的質(zhì)量為 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 4 若某次實(shí)驗(yàn) 求得小車的加速度為a 則此時(shí)砂和砂桶的加速度為 5 若彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為F 則F 填 大于 等于 或 小于 mg m為砂和砂桶的總質(zhì)量 解析 1 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用時(shí) 都是先接通電源 待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶 該實(shí)驗(yàn)探究加速度與力的關(guān)系 要記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) A正確 要探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí) 就要改變小車的質(zhì)量 這個(gè)實(shí)驗(yàn)是研究加速度隨F變化關(guān)系 B錯(cuò)誤 拉力可以由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出 不需要用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量 也就不需要使小桶 包括砂 的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量 C D錯(cuò)誤 故選A 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 2 小車在運(yùn)動(dòng)中要受到木板對(duì)小車的摩擦力和紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦力 要把小車所受拉力視為小車所受的合力 就要平衡摩擦力 3 對(duì)a F圖象來說 圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù) 4 兩股細(xì)繩拉小車 所以小車與砂桶的加速度是2倍關(guān)系 所以砂和砂桶的加速度為2a 5 因?yàn)樯昂蜕巴坝屑铀俣?所以繩的拉力小于砂和砂桶的重力 即彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)小于砂和砂桶的重力 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 例4 2018 山東臨沭月考 為了探究加速度與力的關(guān)系 使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 其中G1 G2為兩個(gè)光電門 它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連 當(dāng)滑行器通過G1 G2光電門時(shí) 光束被遮擋的時(shí)間 t1 t2都可以被測(cè)量并記錄 滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M 擋光片寬度為D 光電門間距離為s 牽引砝碼的質(zhì)量為m 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 回答下列問題 1 實(shí)驗(yàn)開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘 使氣墊導(dǎo)軌水平 在不增加其他儀器的情況下 如何判定調(diào)節(jié)是否到位 答 2 若取M 0 4kg 改變m的值 進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn) 以下m的取值不合適的一個(gè)是 A m1 5gB m2 15gC m3 40gD m4 400g 3 在此實(shí)驗(yàn)中 需要測(cè)得每一個(gè)牽引力對(duì)應(yīng)的加速度 其中求得的加速度的表達(dá)式為 用 t1 t2 D s表示 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 答案 1 將滑行器自由放在導(dǎo)軌上 并輕推滑行器 看其能否做勻速運(yùn)動(dòng) 解析 1 氣墊導(dǎo)軌可以認(rèn)為是光滑的 在判斷其是否水平時(shí)可以采取的方法是接通氣源 將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上 滑塊基本保持靜止說明導(dǎo)軌是光滑的 或接通氣源 將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上 輕推滑塊 滑塊能基本做勻速直線運(yùn)動(dòng) 2 在該實(shí)驗(yàn)中實(shí)際是mg M m a 要滿足mg Ma 應(yīng)該使砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量 若取M 0 4kg 改變m的值 進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn) m4 400g不能滿足 故選D 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 3 根據(jù)遮光條通過光電門的速度可以用平均速度代替得 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 思維點(diǎn)撥 1 當(dāng)氣墊導(dǎo)軌水平時(shí) 滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng) 通過光電門的速度相等 即光電門的擋光時(shí)間相等 2 在實(shí)驗(yàn)中 認(rèn)為m的重力等于滑塊所受的合力 所以m的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于M的質(zhì)量 3 滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度近似等于滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的平均速度 可由v 求出 然后由勻變速運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出滑塊的加速度 1 在探究物體的加速度a與物體所受外力F 物體質(zhì)量M間的關(guān)系時(shí) 采用如圖a所示的實(shí)驗(yàn)裝置 小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示 盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示 1 若已平衡好摩擦力 在小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)過程中繩子拉力FT 當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足時(shí) 才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力 2 某一組同學(xué)先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m一定來做實(shí)驗(yàn) 其具體操作步驟如下 以下做法正確的是 A 平衡摩擦力時(shí) 應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上B 每次改變小車的質(zhì)量時(shí) 需要重新平衡摩擦力C 實(shí)驗(yàn)時(shí) 先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 再放開小車D 用天平測(cè)出m以及小車質(zhì)量M 小車運(yùn)動(dòng)的加速度可直接用公式a 求出 3 某小組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定 探究加速度a與所受外力F的關(guān)系 由于他們操作不當(dāng) 這組同學(xué)得到的a F關(guān)系圖象如圖b所示 其原因是 4 圖c是某次實(shí)驗(yàn)中得到的紙帶 已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源頻率為50Hz 每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出 求出小車下滑的加速度為m s2 結(jié)果保留三位有效數(shù)字 2 C 3 平衡摩擦力不夠或沒有平衡摩擦力 沒有滿足M m 4 1 58 解析 1 該實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是小車 采用控制變量法研究 當(dāng)質(zhì)量一定時(shí) 研究小車的加速度和小車所受合力的關(guān)系 那么小車的合力怎么改變和測(cè)量呢 為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響 可以把木板D的右端適當(dāng)墊高 以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消 那么小車的合力就是繩子的拉力 根據(jù)牛頓第二定律得 對(duì)m mg FT ma對(duì)M FT Ma 當(dāng)M m時(shí) 即當(dāng)砝碼和盤的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力 繩子的拉力近似等于砝碼和盤的總重力 2 平衡摩擦力時(shí) 應(yīng)將繩從小車上拿去 輕輕推動(dòng)小車 使小車沿木板運(yùn)動(dòng) 通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng) 故A錯(cuò)誤 每次改變小車的質(zhì)量時(shí) 小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消 不需要重新平衡摩擦力 故B錯(cuò)誤 實(shí)驗(yàn)時(shí) 若先放開小車 再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源 由于小車運(yùn)動(dòng)較快 可能會(huì)使打出來的點(diǎn)很少 不利于數(shù)據(jù)的采集和處理 故C正確 小車運(yùn)動(dòng)的加速度是利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量 如果用天平測(cè)出m以及小車質(zhì)量M 直接用公式求出 這是在直接運(yùn)用牛頓第二定律計(jì)算的 而我們實(shí)驗(yàn)是在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系 故D錯(cuò)誤 故選C 3 當(dāng)F 0時(shí) a 0 也就是說當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車的加速度還為0 說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消 該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足這個(gè)步驟 隨著F的增大 即砂和砂桶質(zhì)量的增大 不再滿足砂和砂桶遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象 4 由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出 所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T 0 1s 根據(jù) x aT2 運(yùn)用逐差法得 2 在水平固定的長木板上 小潘用物體A B分別探究了加速度隨著外力的變化的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 紙帶圖中未畫出 實(shí)驗(yàn)過程中小潘用不同的重物P分別掛在光滑的輕質(zhì)動(dòng)滑輪上 使平行于長木板的細(xì)線分別拉動(dòng)長木板上的物體A B由靜止開始加速運(yùn)動(dòng) 紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間阻力及空氣阻力可忽略 實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 小潘得到了物體A B的加速度a與輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)彈力F的關(guān)系圖象分別如圖乙中的A B所示 1 多選 由圖甲判斷下列說法正確的是 A 一端帶有定滑輪的長木板不水平也可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康腂 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源后釋放物體C 實(shí)驗(yàn)中重物P的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于物體的質(zhì)量D 彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)始終為重物P的重力的一半 2 小潘仔細(xì)分析了圖乙中兩條線不重合的原因 得出結(jié)論 兩個(gè)物體的質(zhì)量不等 且mA 填 大于 等于 或 小于 mB 兩物體與木板之間動(dòng)摩擦因數(shù) A 填 大于 等于 或 小于 B 答案 1 AB 2 小于大于解析 1 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)把長木板沒有定滑輪的一端墊高 平衡摩擦力 長木板不能保持水平 故A正確 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源 再放開物體 故B正確 物體所受到的拉力可以由彈簧測(cè)力計(jì)讀出 實(shí)驗(yàn)過程中不需要控制重物P的質(zhì)量遠(yuǎn)小于物塊的質(zhì)量 故C錯(cuò)誤 圖示滑輪為動(dòng)滑輪 重物靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于重物P重力的一半 重物加速下降時(shí) 處于失重狀態(tài) 測(cè)力計(jì)示數(shù)小于重物重力的一半 故D錯(cuò)誤 2 由牛頓第二定律得m a F圖象斜率的倒數(shù)等于m 由圖象可得 A的斜率大于B的斜率 則A斜率的倒數(shù)小于B斜率的倒數(shù) 即A的質(zhì)量小于B的質(zhì)量 由牛頓第二定律得F mg ma a 0時(shí) F mg 由圖象可知 a 0時(shí) A B受力相等 即 AmAg BmBg 而mA B 3 2018 山東泰安月考 要測(cè)量?jī)蓚€(gè)質(zhì)量不等的沙袋的質(zhì)量 由于沒有直接的測(cè)量工具 某實(shí)驗(yàn)小組選用下列器材 輕質(zhì)定滑輪 質(zhì)量和摩擦可忽略 砝碼一套 總質(zhì)量m 0 5kg 細(xì)線 刻度尺 停表 他們根據(jù)已學(xué)過的物理學(xué)知識(shí) 改變實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行多次測(cè)量 選擇合適的變量得到線性關(guān)系 作出圖線并根據(jù)圖線的斜率和截距求出沙袋的質(zhì)量 請(qǐng)完成下列步驟 1 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示 設(shè)左右兩邊沙袋A B的質(zhì)量分別為m1 m2 2 取出質(zhì)量為m 的砝碼放在右邊沙袋中 剩余砝碼都放在左邊沙袋中 發(fā)現(xiàn)A下降 B上升 3 用刻度尺測(cè)出A從靜止下降的距離h 用秒表測(cè)出A下降所用的時(shí)間t 則可知A的加速度大小a 4 改變m 測(cè)量相應(yīng)的加速度a 得到多組m 及a的數(shù)據(jù) 作出 選填 a m 或 a 圖線 5 若求得圖線的斜率k 4m kg s2 截距b 2m s2 則沙袋的質(zhì)量m1 kg m2 kg 4 5 根據(jù)牛頓第二定律得對(duì)m1及砝碼 m1 m g FT m1 m a對(duì)m2及砝碼 FT m2 m m g m2 m m a 將k b m代入計(jì)算 解得m1 3kg m2 1 5kg 4 2018 湖北黃岡市高三檢測(cè) 如圖 a 所示 是某同學(xué)在探究 物體質(zhì)量一定時(shí) 加速度與合外力的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn)裝置 實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車從光電門A的右側(cè)由靜止釋放 與光電門連接的數(shù)字計(jì)時(shí)器可以測(cè)量遮光片經(jīng)過光電門A B所用的時(shí)間tA tB 回答下列問題 1 下列實(shí)驗(yàn)要求必須滿足的是 A 保證沙桶和沙的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量B 保持沙和沙桶的質(zhì)量不變C 保持穿過光電門的細(xì)線與長木板平行D 保持小車的質(zhì)量不變 2 為測(cè)算小車的加速度 實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有和 3 實(shí)驗(yàn)中改變沙和沙桶的質(zhì)量 得到小車加速度a與彈簧彈力F的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖 b 所示 圖線不經(jīng)過原點(diǎn) 可能的原因是 答案 1 CD 2 遮光片的寬度光電門A B間的距離 3 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足解析 1 由于該實(shí)驗(yàn)的連接方式 重物和小車不具有共同的加速度 小車是在繩的拉力下加速運(yùn)動(dòng) 此拉力可由測(cè)力計(jì)示數(shù)獲得 不需要用重物的重力來代替 故不要求沙桶和沙的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 故A錯(cuò)誤 根據(jù)控制變量法原理可知 探究 物體質(zhì)量一定 加速度與合外力的關(guān)系 時(shí)要保持小車的質(zhì)量不變 改變沙和沙桶的質(zhì)量 故B錯(cuò)誤 D正確 保持穿過光電門的細(xì)線與長木板平行 使平衡摩擦力后 繩子的拉力等于小車受到的合外力 故C正確 故選CD 2 已經(jīng)知道遮光片經(jīng)過光電門A B所用的時(shí)間tA tB 則需要測(cè)量遮光片的寬度d 從而求出經(jīng)過A B時(shí)的速度 要求出加速度 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移速度公式即可求解 所以還要測(cè)出光電門A B間的距離 3 圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn) F不為零時(shí) 加速度仍為零 知實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 5 2018 河北衡水中學(xué)一調(diào) 現(xiàn)要測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示 表面粗糙的木板一端固定在水平桌面上 另一端抬起一定高度構(gòu)成斜面 木板上有一滑塊 其后端與穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板上 連接頻率為50Hz的交流電源 接通電源后 從靜止釋放滑塊 滑塊帶動(dòng)紙帶上打出一系列點(diǎn)跡 1 圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分 0 1 2 3 4 5 6是實(shí)驗(yàn)中選取的計(jì)數(shù)點(diǎn) 每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn) 圖中未標(biāo)出 2 3和5 6計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2所示 由圖中數(shù)據(jù)求出滑塊的加速度a m s2 結(jié)果保留三位有效數(shù)字 2 已知木板的長度為l 為了求出滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) 還應(yīng)測(cè)量的物理量是 A 滑塊到達(dá)斜面底端的速度vB 滑塊的質(zhì)量mC 滑塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間tD 斜面高度h和底邊長度x 3 設(shè)重力加速度為g 滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式 用所需測(cè)量物理量的字母表示 解析 1 每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn) 說明相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔T 0 1s 2 要測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù) 由 mgcos ma 可知要求 需要知道加速度與夾角余弦值 紙帶數(shù)據(jù)可算出加速度大小 再根據(jù)斜面高度h和底邊長度x 結(jié)合三角知識(shí) 即可求解 故A B C錯(cuò)誤 D正確 3 以滑塊為研究對(duì)象 根據(jù)牛頓第二定律有mgsin mgcos ma