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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.

某同学探究加速度、力与质量的关系实验装置如下.

1)在实验之前,首先平衡摩擦力,使细线的拉力近似等于砝码及砝码盘所受的总重力,关于平衡摩擦力,下列正确的是:________

A.将木板右端适当垫高,放上小车让其沿板匀速下滑即可

B.将木板右端适当垫高,放上小车,穿好纸带,让小车沿板滑下时,打点计时器在纸带上打下一系列等间距的点即可

C.将木板右端适当垫高,放上小车,穿好纸带,小车前端用细绳绕过滑轮连接砝码盘(不放砝码),让小车匀速下滑即可

D.平衡摩擦之后,通过增加或者减少小车上的砝码改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦

2)甲、乙、丙三名同学在做实验之前都将木板的右侧垫高,然后根据实验数据分别做出了图象(小车的加速度为a,小车的质量为M,绳中拉力为F,砝码盘及砝码的质量总和为m).

由甲图可知砝码盘及砝码的总质量为_________kgg10m/s2) ,由乙图可知乙同学在操作中使木板的倾角过_________(选填),分析丙图,图线上部分弯曲的原因是未满足____________

3)在实验中挑选一条点迹清晰的纸带如下图,打点计时器的频率为50Hz,每5个点取一个计数点,用刻度尺测量计数点间的距离,纸带的一段如图所示,由纸带求得小车加速度为_________m/s2.(结果保留两位有效数字)

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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】

BD    0.02        M»m    0.20   

【解析】

1)平衡摩擦力时应将木板右端适当垫高,放上小车,穿好纸带,让小车沿板滑下时,打点计时器在纸带上打下一系列等间距的点,由于平衡摩擦力是利用,两边的质量相互抵消,即平衡摩擦之后,通过增加或者减少小车上的砝码改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦,BD正确;

2)根据牛顿第二定律可得,图像的斜率表示F,故,解得砝码和砝码盘的质量为0.02kg;图乙中当小车的质量减小到一定程度时,才开始做匀加速直线运动,即平衡摩擦力的力度较小,故在操作中使木板的倾角过过小;图丙中图线发生弯曲,是因为当小车的质量发生变化时,不再满足,即砝码盘和砝码的总重力对小车的拉力不等于小车受到的合外力

3)每五个点取一个计数点,则相邻计数点间的时间间隔为,根据逐差公式可得

=
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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