高考物理一轮复习 实验增分 专题4 探究加速度与力学案-人教版高三全册物理学案.doc

实验四探究加速度与力、质量的关系考纲要求考情分析命题趋势验证牛顿第二定律2016·全国卷Ⅲ232015·全国卷Ⅱ22高考对本实验的考查主要侧重于以下三个方面：1.实验条件的控制如托盘砝码的总质量要远小于小车的质量、平衡摩擦力等；2.对“控制变量法”的理解和应用；3.通过图象分析实验数据及误差分析知识梳理·夯实基础一、实验流程二、注意事项1．实验方法：控制变量法．2．平衡摩擦力：不悬挂小盘但小车连着纸带．3．不重复：不重复平衡摩擦力．4．实验条件：M≫m.小盘和砝码的总重力可视为小车受到的拉力．5．一先一后一按住：先接通电源后放小车且在小车到达滑轮前按住小球．6．作图：作图时两轴标度比例要适当各量须采用国际单位．三、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＝eq\f(MM＋m)mg＝eq\f(11＋\f(mM))mg<mg.本实验用小盘和砝码的总重力mg代替小车的拉力而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．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．摩擦力平衡不准确造成误差．在平衡摩擦力时除了不挂小盘外其他的均与正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各相邻两点间的距离相等．3．质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差、细绳或纸带不与木板平行等都会引起误差．核心考点·分层突破考点1实验原理与基本操作[例1]图为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．(1)实验中为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力先调节长木板一端滑轮的高度使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是__B__.(填正确答案标号)A．将长木板水平放置让小车连着已经穿过打点计时器的纸带给打点计时器通电调节m的大小使小车在砂和砂桶的牵引下运动从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．B．将长木板的一端垫起适当的高度让小车连着已经穿过打点计时器的纸带撤去砂和砂桶给打点计时器通电轻推小车从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C．将长木板的一端垫起适当的高度撤去纸带以及砂和砂桶轻推小车观察判断小车是否做匀速运动(2)实验中要进行质量m和M的选取以下最合理的一组是__C__.(选填正确答案标号)A．M＝200gm＝10g、15g、20g、25g、30g、40gB．M＝200gm＝20g、40g、60g、80g、100g、120gC．M＝400gm＝10g、15g、20g、25g、30g、40gD．M＝400gm＝20g、40g、60g、80g、100g、120g(3)如图所示是实验中得到的一条纸带A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为xAB＝4.22cm、xBC＝4.65cm、xCD＝5.08cm、xDE＝5.49cm、xEF＝5.91cm、xFG＝6.34cm.已知打点计时器的工作频率为50Hz则小车的加速度a＝__0.42__m/s2.(结果保留两位有效数字)解析(1)小车在运动过程中受到重力、支持力、纸带的拉力、木板对小车的摩擦力和细线拉力的作用．为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合力应把木板的一端垫起适当的高度以使重力、支持力、纸带的拉力和摩擦力的合力为零即小车做匀速运动因此在进行这一操作时不应挂砂桶小车应连接纸带选项A、C错误B正确．(2)由于细线的拉力不易测量本实验中用砂和砂桶的总重力来代替细线的拉力而砂桶做加速运动设加速度大小为a则FT＝m(g－a)当砂桶的加速度很小时FT近似等于mg因此实验中应控制实验条件使砂桶的加速度很小．只有当小车的质量远大于砂和砂桶的总质量时小车和砂桶的加速度才很小细线的拉力才近似等于砂和砂桶的总重力．选项C正确．(3)相邻两计数点间的时间T＝0.1s由Δx＝aT2可得a＝eq\f(xFG＋xEF＋xDE－xCD＋xBC＋xAB9T2)代入数据解得a＝0.42m/s2.考点2实验原理与数据处理[例2]某物理实验课外小组利用图甲中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图甲中置于实验台上的长木板水平放置其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮一端与放在木板上的小滑车相连另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N＝5个每个质量均为0.010kg.实验步骤如下：(1)将5个钩码全部放入小车中在长木