高中物理实验专题十：探究加速度与质量、力的关系.ppt

* 实验研究 实验集训 * 实验四　探究加速度与力、质量的关系实验研究| 高考储备实验解读实验原理及过程● 注意事项及误差分析注意事项(1)平衡摩擦力：在平衡摩擦力时不要悬挂小盘但小车应连着纸带且接通电源．用手给小车一个初速度如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡．平衡了摩擦力后不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量都不需要重新平衡摩擦力．(2)实验条件：M只有如此小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力．(3)一先一后一按：改变拉力和小车质量后每次开始时(4)作图：作图时两轴标度比例要适当各量须采用国际单位这样作图线时坐标点间距不至于过密误差会小些．2．误差分析(1)因实验原理不完善引起误差．以小车、小盘和砝码整体为研究对象得mg＝(M＋m)a；以小车为研究对象得F＝Ma求得F＝·mg＝·mg＜mg本实验用小盘和砝码的总重力mg代替小车的小盘和砝码的总质量越小于小车的质量由此引起的误差就越小．因此满足小盘和砝码的总质量远小于小车的质量的目的就是减小因实验原理不完善而引起的误差．(2)摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．高考方向考点一　实验原[例1]　(2013·天津高考)某实验小组利用图实-4-1所示的装置探究加速度与力、质量的关系． 图实-4-1 (1)下列做法正确的是________(填字母代号)调节滑轮的高度使牵引木块的细绳与长木板保持平行 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________木块和木块上砝码的总质量．(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)(3)甲、乙两同学在同一实验室各取一套图实-4-2所示的装置放在水平桌面上木块a与拉力F的关系分别得到图中甲、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乙由图可知甲________m乙甲________μ乙．(选填“大于”“小于”或“等于”) 图实-4-2【解析】　(1)探究加速度与力、质量的关系时牵引木块的细绳应与长木板平行；平衡摩擦力时应不挂砝码桶；对于打点计时选项、D正确选项、C错误．(2)对于系统根据牛顿第二定律有a＝牵引小车的拉力F＝Ma＝.要使F＝mg则M≈M＋m即要求m(3)对于木块根据牛顿第二定律得a＝＝－μg故a-F图象的斜率反映了木块质量的倒数．有，所以m甲乙．当F＝0时＝－μg即a-F图在a轴上的截距为－μg所以－μ甲－μ乙即μ甲乙．【答案】　(1)　(2)远小于　(3)小于　大于考点二　实验数据处理误差分析 [例2]　(2014·全国卷Ⅰ)某同学利用图实-4-3()所示实验装置及数字化信息系统a与钩码的质量m的对应关系图如图()所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题： (a) (b) 图实-4-3(1)根据该同学的结果小车的加速度与钩码的质量成________(填“线性”或“非线性”)关系．(2)由图(b)可知图线不经过原点可能的原因是____________________________________________________________________(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下小车的加速度与作用力成正比”的结论并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力则实验中应采取的改进措施是_________________________________________钩码的质量应满足的条件是______________________________________．【解析】　(1)由图象可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系．(2)a-m图线不经过原点在m轴上有截距即挂上小钩码后小车加速度仍为零可能的原因是(3)本实验直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力则应采取的措施是调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量．【答案】　(1)非线性　(2)存在摩擦力(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力　远小于小车的质量[规律总结]在本实验中进行误差分析时关键是理解平衡摩擦力的操作和M要求的含义．(1)当忘记平衡　(2)实验中要求小车的质量M和钩码的质量m满足M的条件一般M是m的几十倍并且M比m大得越多误差越小．若该实验条件不满足可能会出现图丙、丁所示的图象． 图丙中因为F＝mg当m增大到两质量关系不满