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必修1 第四章 运动和力的关系
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实验:探究加速度与力、质量的关系
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更新时间:2021-01-07
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1.

某同学采用如图(a)所示的装置验证牛顿第二定律他将器材安装好,平衡摩擦力后,保持小车(含车上砝码)总质量M不变,通过改变砝码盘中砝码的质量来改变小车受到的合外力F

(1)若要完成实验,需要增加的测量工具是_____

A.天平和秒表            B.天平和刻度尺

C.秒表和刻度尺            D.刻度尺和圆规

(2)某次实验,打出的纸带如图(b)所示(每两个计数点间还有4个点没有标出)。已知小车(含车上砝码)总质量M=250g,打点计时器的频率为50Hz,则靠近纸带_____点(选填AD)的一端与小车连接,该次实验小车(含车上砝码)受到的合力F=_____N,砝码盘和盘中砝码的总质量m=_____g(重力加速度取9.9m/s2,结果均保留3位有效数字)

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题型:实验,探究题
知识点:实验:探究加速度与力、质量的关系
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【答案】

B    A    0.225N    25   

【详解】

(1)需要天平测量小车和砝码盘加砝码的质量;需要刻度尺测纸带上计数点间的距离,故选B

(2)小车开始时靠近打点计时器,小车从静止开始做加速运动,与小车连接的一端的点迹比较密集,故A端与小车相连。

根据逐差法可求出小车的加速度

对小车,根据牛顿第二定律可求出合外力

对砝码盘和盘中砝码整体进行受力分析,并根据牛顿第二定律得

整理并带入数据得

=
考点梳理:
根据可圈可点权威老师分析,试题“ ”主要考查你对 加速度 等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下:
◎ 加速度的定义

定义:
在匀变速直线运动中,速度的变化量Δv跟发生这个变化所用时间Δt的比值,叫做匀变速直线运动的加速度,用a表示。加速度即速度的变化率。


物理意义:
加速度是表示速度变化的快慢与改变方向的物理量。


公式:
,加速度的国际制单位是米每二次方秒,符号m/s2

方向:
与速度变化Δv的方向一致,但不一定与v的方向一致,从加速度的产生上来说,加速度的方向与合外力的方向相同。

◎ 加速度的知识扩展
1、定义:在匀变速直线运动中,速度的变化Δv跟发生这个变化所用时间Δt的比值,叫做匀变速直线运动的加速度,用a表示。
2、物理意义:加速度是表示速度改变的快慢与改变方向的物理量。
3、公式:,加速度的国际制单位是米每二次方秒,符号m/s2
4、方向:与速度变化Δv的方向一致,但不一定与v的方向一致。
◎ 加速度的知识点拨

方法与知识感悟:

加速度、速度与速度变化率的区别和理解:
①加速度是描述速度变化快慢的物理量,不是描述速度大小的物理量,所以与速度的大小没有必然联系
②加速度实质是由物体的受力和物体的质量决定的.从运动学的角度来看,加速度由速度的变化与变化所用时间的比值来量度,说明加速度不是仅仅由速度的变化决定的;
③加速度的方向与速度的方向没有必然联系,但与速度变化的方向一致,其实质是与物体所受到的合外力方向一致.
④加速度即速度的变化率.速度的变化量大,速度的变化率不一定大,速度达最大时,速度的变化率可为零。

例:
在变速直线运动中,下面关于速度和加速度关系的说法,正确的是(      )
A.加速度与速度无必然联系
B.速度减小时,加速度也一定减小
C.速度为零时,加速度也一定为零
D.速度增大时,加速度也一定增大

答案:A

◎ 加速度的教学目标
1.知道加速度的物理意义。
2.掌握其定义公式和单位。
3.知道加速度的方向与速度变化量方向一致。
4.区别加速度、速度、速度变化量。
◎ 加速度的考试要求
能力要求:应用
课时要求:60
考试频率:必考
分值比重:4

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1.

用图甲所示装置探究加速度与力、质量的关系。探究步骤:

将木板倾斜一定角度并固定,使小车能匀速下滑,把打点计时器固定在木板上端;

连接小车和空砝码盘的细绳跨过滑轮并与木板平行,并在小车内放若干相同的砝码;

将小车接上纸带,接通电源,从图示位置静止释放小车;

记录砝码盘和盘中砝码总质量,通过纸带计算小车的加速度i

将小车内的1个砝码取出,放在砝码盘内,重复操作③④

重复操作,直到小车内的砝码全部都移至砝码盘内。

己知打点计时器的频率为50Hz,砝码盘质量为m,所有砝码总质量为m1,小车质量为m2。回答下列问题:

1)某次打出的一条清晰纸带的一部分如图乙所示,则打这条纸带时小车加速度a=_______m/s2。(结果保留三位有效数字)

2)以小车加速度a为横坐标,砝码盘和盘中砝码的总重力F为纵坐标,建立坐标系,依据多次测得的数据描点,作出图像。可能正确的图像是_________(填序号)。

3)通过实验得到结:物体质量一定时,其加速度与合外力成正比。则本探充实验中,测量对象的质量是__________

4)某位同学安装器材时,水平固定木板,其余实验操作步骤和数据处理方法与上述相同且正确,则该同学在实验探宄过程中记录或计算得到物理量的值,与真实值相比,不准确的是_________(选填加速度质量)。

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