高考物理大一轮精练：第三章+实验三 加速度与物体质量、物体受力的关系+Word版含解析.docx
3探究加速度与物体质量、物体受力的关系(高考物理力学实验)含答案与解析
3探究加速度与物体质量、物体受力的关系（高考物理力学实验）组卷老师：莫老师一．实验题（共50小题）1．本装置中要用到打点计时器，其中需要如图1电源的打点计时器是图2中的．在利用此装置“探究加速度a与力F和质量m的关系”时，实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图3．已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，A 点读数为cm，此次实验中打点计时器打下 A 点时小车的瞬时速度为m/s．（结果保留2位有效数字）2．某同学利用图甲所示装置，在沙桶（含沙）的总质量远小于小车的质量的条件下，通过改变小车的质量，探按小车加速度与其质量的关系．（1）为了平衡摩擦力，需将长木板的右端垫高，在（填“有”或“没有”）沙桶拖动的情况下，轻推一下小车，使小车能拖动穿过计时器的纸带做匀速直线运动．（2）某次实验打出的纸带如图乙所示，O为起点，A、B、C为三个相邻的计数点，每相邻两个计数点之间还有一个点未标出，A、B、C到O点的距离在图中已标出，所用交变电流的频率为f，则测得小车运动的加速度大小a=．（请用题干及图乙中的字母表示）3．某研究学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合力的关系．装置中的铝箱下端连接纸带，砂桶中可放置砂子以改变铝箱所受的外力大小，铝箱向上运动的加速度a可由打点计时器和纸带测出．现保持铝箱总质量m不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验，得到多组a、F值（F为力传感器的示数，等于悬挂滑轮绳子的拉力），不计滑轮的重力．（1）某同学根据实验数据画出了图乙所示a﹣F关系图象，则由该图象可得铝箱总质量m=kg，重力加速度g=m/s2（结果保留两位有效数字）（2）当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，图线（填选项前的字母）．A．偏向纵轴B．偏向横轴C．斜率逐渐减小D．斜率不变．4．为验证物体所受合外力一定时，加速度与质量成反比，同学们设计了如图a 所示的装置来进行实验。
在自制的双层架子上固定带有刻度标记的水平木板，架子放在水平桌面上。
2019江苏物理高考实验三 加速度与物体质量、物体受力的关系
(2)本装置中要用到打点计时器，如图所是
()
A．交流220 V C．交流4～6 V
B．直流220 V D．直流4～6 V
加速度与物体质量、物体受力的关系 结 束
(3)在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，实验 中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图所示。已知打 点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上，则此次实验中 打点计时器打下A点时小车的瞬时速度为________ m/s。 (结果保留2位有效数字)
利用纸带求解小车的加速度 (1)逐差法求纸带加速度的公式 a＝x3＋x44－T2x1＋x2。 (2)注意对计算结果的有效数字要求。
加速度与物体质量、物体受力的关系 结 束
(2)保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，进行多次测 量。根据实验数据做出了加速度a随拉力F的变化图线，如图所 示。图中直线没有通过原点，其主要原因是_实__验__前__未__平__衡__摩__擦__ _力__(_或__平__衡__摩__擦__力__不__充__分__)_。
加速度与物体质量、物体受力的关系 结 束
解析：(1)使平面轨道的右端垫起，让小车重力沿斜面方向 的分力与它受到的摩擦阻力平衡，才能认为在实验中小车 所受的合外力等于钩码的重力，所以这样做的目的是平衡 小车运动中所受的摩擦阻力。 (2)由逐差法可知a＝xCE4－T2xAC ＝21.6－84.7×9－08.1.729×10－2 m/s2≈1.0 m/s2。 (3)在实验中认为细绳的张力F等于钩码的重力mg 实际上，细绳张力F′＝Ma，mg－F′＝ma
加速度与物体质量、物体受力的关系 结 束
2．(2017·江阴检测)小王同学在探究加速度与力、质量的关系时， 小车及钩码的质量用 M 表示，砂桶及砂的质量用 m 表示， 小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出。 (1)往砂桶中加入一定量的砂子，当 M 与 m 的大小关系满足 ________时，可近似认为绳对小车的拉力大小等于砂桶和砂 的重力；在释放小车________(填“之前”或“之后”)接通 打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。
16.物理高考一轮复习第三章 实验 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
实验探究加速度与物体受力、物体质量的关系一、基本原理与操作装置及器材操作要领1.平衡摩擦力：不悬挂小盘，但小车连着纸带；不重复平衡摩擦力。
2.实验条件：M m，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力。
3.一先一后一按住：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车。
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。
1.计算加速度：先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度。
2.作图象找关系(1)作a－F的图象，描点作图，若这些点在一条直线上，证明了加速度与力成正比。
(2)作a－1M图象，若图象为一直线，则证明加速度与质量成反比。
,误差分析1.偶然误差质量测量不准确、计数点间距测量不准确、作图不准确。
2.系统误差(1)摩擦力平衡不准确，纸带和细绳不严格与木板平行。
(2)整体的加速度a ＝mg M ＋m ；小车的合力F ＝Ma ＝M M ＋m·mg <mg 。
认为小盘和砝码的总重力mg 是小车的合力，而实际上小车的合力要小于小盘和砝码的总重力。
教材原型实验【例1】 (2019·山东师大附中测试)某班同学探究加速度与力和质量的关系。
图1(1)甲学生将实验装置按如图1所示安装好，准备接通电源后开始做实验。
他的装置图中，明显的错误是_______________________、_____________________(写出两条即可)。
(2)乙同学关于实验操作及数据处理提出以下说法，其中不正确的是________。
A.应使砂和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小实验误差B.可以用天平测出小桶和砂的总质量m 1及小车和砝码的总质量m 2；根据公式 a ＝m 1g m 2，求出小车的加速度 C.处理实验数据时采用描点法画图象，是为了减小误差D.处理实验数据时采用a －1M 图象，是为了便于根据图线直观地作出判断(3)丙学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。
2025届高考物理一轮复习资料 第三章 牛顿运动定律 实验四 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
实验四探究加速度与物体受力、物体质量的关系方案一用气垫导轨探究加速度与力、质量之间的关系原理装置图操作要求1.控制变量法(1)保持小车质量不变，探究加速度与合力的关系。
(2)保持小车所受合力不变，探究加速度与质量的关系。
2.使小桶与橡皮泥的质量远小于滑块与砝码的质量。
1.探究加速度与力的定量关系：保持滑块质量不变，通过增减橡皮泥的数量来改变拉力F的大小。
2.探究加速度与质量的定量关系：保持橡皮泥及小桶的质量不变，即滑块所受拉力不变，通过在滑块上增加或减少砝码来改变滑块的质量。
方案二用打点计时器探究加速度与力、质量之间的关系原理装置图操作要求注意事项1.控制变量法(1)保持小车质量不变，探究加速度与合力的关系。
(2)保持小车所受合力不变，探究加速度与质量的关系。
2.改变小车质量M或槽码质量m 时，无需重新补偿阻力。
3.使用力传感器或弹簧测力计可测出细绳拉力时，无需满足M≫m。
1.用天平测量槽码的质量m和小车的质量M。
2.根据设计要求安装实验装置，只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上。
3.在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能匀速下滑。
4.槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上，接通电源后放开小车，断开电源取下纸带，编写号码，保持小车质量M不变，改变槽码质量m，重复实验得到纸带；保持槽码的质量m不变，改变小车的质量M，重复实验得到纸带。
1.补偿阻力：补偿阻力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，让小车连着纸带匀速运动2.质量：槽码质量m远小于小车质量M3.平行：使细绳与长木板平行4.靠近：小车从靠近打点计时器的位置释放5.先后：实验时先接通电源后释放小车数据处理1.利用Δs＝aT2及逐差法求a。
2.以a为纵坐标，F为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，说明a与F成正比。
3.以a为纵坐标，1M为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，就能判定a与M成反比。
考点一教材原型实验例1 (2024·广东深圳模拟)在探究加速度a与所受合力F的关系时，某实验小组采用图1甲所示的实验装置进行实验探究，控制小车质量M不变，寻找其加速度a 与所受合力F的关系。
高三物理一轮复习 必考部分 第3章 牛顿运动定律 实验3 探究加速度与物体质量、物体受力的关系教师用书
实验三 探究加速度与物体质量、物体受力的关系● 实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律． 2．探究加速度与物体质量、物体受力的关系． 3．掌握灵活运用图象处理问题的方法． ● 实验原理保持作用力不变，确定加速度与质量的大小关系；保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系；作出a F 图象和a 1M 图象，确定其关系．● 实验器材小车，砝码，小盘，细线，附有定滑轮的长木板，垫木，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，复写纸，托盘天平，米尺．● 实验过程 一、实验步骤1．称量质量——用天平测量小盘的质量m 0和小车的质量M 0.2．安装器材——按照如图实31所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)．图实313．平衡摩擦力——在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，反复移动薄木块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态．4．让小车靠近打点计时器，挂上小盘和砝码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带．计算小盘和砝码的重力，即为小车所受的合外力，由纸带计算出小车的加速度，并把力和对应的加速度填入表1中．5．改变小盘内砝码的个数，重复步骤4，并多做几次．6．保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带．计算砝码和小车的总质量M ，并由纸带计算出小车对应的加速度，并将所对应的质量和加速度填入表2中．7．改变小车上砝码的个数，重复步骤6，并多做几次． 表1表2二、数据处理1．计算加速度——先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度．2．作图象找关系——根据记录的各组对应的加速度a 与小车所受牵引力F ，建立直角坐标系，描点画a F 图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，便证明加速度与作用力成正比．再根据记录的各组对应的加速度a 与小车和砝码总质量M ，建立直角坐标系，描点画a 1M 图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，就证明了加速度与质量成反比．● 误差来源 1．测量误差 (1)质量的测量． (2)打点间隔距离的测量． 2．操作误差(1)拉线或纸带与木板不平行． (2)倾斜角度不当，平衡摩擦力不准． 3．原理误差本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力)，存在系统误差．● 注意事项1．平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，且要让小车拖着纸带匀速运动．2．不重复平衡摩擦力：整个实验平衡了摩擦力后，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．3．实验条件：每条纸带都必须在满足小车的质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出．只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力．4．一先一后一按住：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达定滑轮前按住小车．5．作图：作图时，两坐标轴的比例要适当，要使尽可能多的点落在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称地分布在所作直线两侧．● 实验改进本实验中可以用气垫导轨来代替长木板，这样就省去了平衡摩擦力的麻烦，小车的加速度也可以利用传感器来测量，借助于计算机来处理.●考向1 实验原理与操作某实验小组利用图实32所示的装置探究加速度与力、质量的关系．图实32(1)下列做法正确的是________(填字母代号)A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．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C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源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．(填“远大于”“远小于”或“近似等于”)(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a 与拉力F 的关系，分别得到图实33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，m 甲________m 乙，μ甲________μ乙．(填“大于”“小于”或“等于”)图实33【规范解答】 (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；对于打点计时器，应先接通电源，再放开木块；平衡摩擦力后，改变木块上砝码的质量，不需要重新平衡摩擦力．选项A 、D 正确，选项B 、C 错误．(2)对于系统，根据牛顿第二定律，有a ＝mg M ＋m ，牵引小车的拉力F ＝Ma ＝MmgM ＋m .要使F＝mg ，则M ≈M ＋m ，即要求m ≪M .(3)对于木块，根据牛顿第二定律，得a ＝F －μMg M ＝FM －μg ，故a F 图象的斜率反映了木块质量的倒数．有1m 甲>1m 乙，所以m 甲<m 乙．当F ＝0时，a ＝－μg ，即a F 图在a 轴上的截距为－μg ，所以－μ甲g <－μ乙g ，即μ甲>μ乙．【答案】 (1)AD (2)远小于 (3)小于 大于 ●考向2 数据处理与误差分析用图实34(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律：(1)某同学通过实验得到如图(b)所示的a F 图像，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角________(填“偏大”或“偏小”)．图实34(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力________砝码和盘的总重力(填“大于”“小于”或“等于”)，为了便于探究、减小误差，应使小车质量M 与砝码和盘的总质量m 满足________的条件．(3)某同学得到如图实35所示的纸带．已知打点计时器电源频率为50 Hz.A 、B 、C 、D 、E、F、G是纸带上7个连续的点．Δx＝x DG－x AD＝________ cm.由此可算出小车的加速度a ＝________m/s2.(保留两位有效数字)图实35【规范解答】(1)根据所给的Fa图象可知，当F＝0时，小车已经有了加速度a0，所以肯定是在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角偏大造成的．(2)根据牛顿定律，对小车F＝Ma，对砝码和盘mg－F＝ma，解得F＝MmgM＋m<mg，只有当M≫m时，小车受到的拉力才近似等于mg，从而减少误差．(3)由图读出x AD＝2.10 cm，x DG＝3.90 cm，所以Δx＝x DG－x AD＝1.80 cm，根据Δx＝aΔt2，解得a＝5.0 m/s2.【答案】(1)偏大(2)小于M≫m(3)1.80 5.0●考向3 实验创新设计(2015·全国卷Ⅰ)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验．所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R＝0.20 m)．(a) (b)图实36完成下列填空：(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图实36(a)所示，托盘秤的示数为1.00 kg；(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为________kg；(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧．此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示．(4)________N；小车通过最低点时的速度大小为________m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s 2，计算结果保留2位有效数字)【规范解答】 (2)题图(b)中托盘秤的示数为1.40 kg.(4)小车经过最低点时托盘秤的示数为m ＝1.80＋1.75＋1.85＋1.75＋1.905 kg ＝1.81 kg.小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为F ＝(m －1.00)g ＝(1.81－1.00)×9.80 N≈7.9 N由题意可知小车的质量为m ′＝(1.40－1.00) kg ＝0.40 kg对小车，在最低点时由牛顿第二定律得F － m ′g ＝m ′v 2R解得v ≈1.4 m/s.【答案】 (2)1.40 (4)7.9 1.4。
高考物理一轮复习精讲精练 第3章 牛顿运动定律 第五讲 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
第五讲探究加速度与物体受力、物体质量的关系➢知识梳理1.实验原理(1)保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系．(2)保持合外力不变，探究加速度与质量的关系．(3)作出a－F图像和a－1m图像，确定a与F、m的关系．2.实验器材小车、槽码、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、学生电源、导线、纸带、天平、刻度尺、坐标纸．3.实验过程(1)测量：用天平测量槽码的质量m′和小车的质量m.(2)安装：按照如图所示装置把实验器材安装好．(3)平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能匀速下滑．(4)操作：①槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，断开电源，取下纸带，编号码．②保持小车的质量m不变，改变槽码的质量m′，重复步骤①.③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，计算加速度a.④描点作图，作a－F的图像．⑤保持槽码的质量m′不变，改变小车质量m，重复步骤①和③，作a－1m图像．4.数据处理(1)利用逐差法或v－t图像法求a.(2)以a为纵坐标，F为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，说明a与F成正比．(3)以a为纵坐标，1m为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，就能判定a与m成反比．5.注意事项(1)平衡摩擦力时：纸带上的点间隔均匀表示小车做匀速运动．(2)实验必须保证的条件：m≫m′.(3)一先一后一按：改变拉力或小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．6.误差分析(1)实验原理不完善：本实验用槽码的总重力m′g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于槽码的总重力．(2)平衡摩擦力不准确、质量测量不准确、计数点间距离测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．➢知识训练考点一、教材原型实验例1、“探究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示。
(1)实验的五个步骤如下：a．将纸带穿过打点计时器并将一端固定在小车上；b．把细线的一端固定在小车上，另一端通过定滑轮与小桶相连；c．平衡摩擦力，让小车做匀速直线运动；d．接通电源后释放小车，小车在细线拉动下运动，测出小桶(和沙)的重力mg，作为细线对小车的拉力F，利用纸带测量出小车的加速度a；e．更换纸带，改变小桶内沙的质量，重复步骤d的操作。
2020高考物理大一轮361度全程复习 实验三 探究加速度
【答案】 (1)0.495 m/s2～0.497 m/s2 (2)①C、D ②托盘天平(带砝码) (3)m3g－m22g＋m3 偏大 见解析
七、误差来源 1．测量误差 (1)质量的测量． (2)打点间隔距离的测量． 2．操作误差 (1)拉线或纸带不与木板平行． (2)倾斜角度不当，平衡摩擦力不准． 3．原理误差 本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受 到的拉力要小于小盘和砝码的总重力)，存在系统误
(2009·江苏高考)“探究加速度与物体质量、物体受力的 关系”的实验装置如图3－4－1甲所示．
______________________________________________________
【自主解答】 (1)将题干图中每段距离标记为 x1、x2、…、x7，加速 度可由逐差法计算
Байду номын сангаас
a＝
4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3 9T2
可得：a＝0.496 m/s2. (2)为测量动摩擦因数，需计算压力和摩擦力，压力 FN＝m2g，所以 为确定压力需测量滑块质量 m2，而摩擦力满足 FT－Ff＝m2a，又因 为 m3g－FT＝m3a，所以 Ff＝m3g－(m2＋m3)a，所以为确定摩擦力还 需测量托盘和砝码的总质量 m3.m2、m3 需用托盘天平测出，还需要 的实验器材是托盘天平(带砝码)． (3)由(2)中分析得：FN＝m2g，Ff＝m3g－(m2＋m3)a，由 Ff＝μFN，μ ＝m3g－mm22g＋m3a.由于纸带与限位孔及滑轮处阻力的存在，所计算 Ff 值比真实值偏大，所以 μ 的测量值偏大．
计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，复写纸，托盘天平，米
尺．
四、实验步骤 1．用天平测出小车、砝码的质量M和小盘与砝码的总质量m，把 数据记录下来． 2．把实验器材安装好，平衡摩擦力． 3．保持小车和砝码的质量不变，改变小盘和砝码的总质量m做5次 实验． 4．算出每条纸带对应的加速度的值． 5．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，即小盘与砝码的 总重力mg，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，作图线． 6．保持小盘和砝码的质量不变，在小车上加砝码，重复上面的实 验用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数， 在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作出图线．
高考物理一轮复习江课件第三章实验三加速与物体质量物体受力的关系
02
交通工具设计
通过分析车辆、船舶和飞机等 交通工具所受各种外力，设计 合理的外形和内部结构以提高
运行效率和安全性。
03
体育运动
通过分析运动员在运动中所受 重力、摩擦力和空气阻力等外 力，指导运动员进行科学合理
的训练以提高运动成绩。
04
工程机械
通过分析工程机械在工作中所 受各种外力，设计合理的机械 结构和控制系统以提高工作效
受力分析方法
隔离法
将研究对象从周围物体中隔离出来，单 独分析其所受各力。
假设法
假设某个力存在或不存在，通过分析物 体的运动状态来验证假设。
整体法
将几个物体视为一个整体，分析整体所 受的外力。
图解法
画出物体受力图，直观分析各力的大小 和方向。
受力分析在日常生活中的应用
01
建筑结构设计
通过分析建筑物所受重力、风 力和地震力等外力，设计合理 的建筑结构以确保安全稳定。
利用频闪灯对运动的物体进行连续拍照， 通过测量照片上相邻像之间的距离和时间 间隔来计算物体的加速度。
ห้องสมุดไป่ตู้
数据处理技巧
01
列表法
将实验数据按照一定格式列成 表格，便于观察和分析数据间
的关系和规律。
02
图象法
根据实验数据绘制出坐标曲线 图或散点图，可以直观地反映 物理量之间的关系和变化趋势
。
03
逐差法
在处理数据时，采用相邻两段 位移之差的方法，可以减小误
01
1. 将光滑斜面固定在实验台上，并调整斜面的倾斜角度 ，使得物体能够沿斜面下滑。
02
2. 选择质量不同的物体滑块，分别放置在斜面上，并记 录每个滑块的质量。
(江苏专用版)2020版高考物理大一轮复习第三章实验三加速度与物体质量、物体受力的关系课件
m
三、实验器材 小车、砝码、小盘、细绳、一端有定滑轮的长木板、薄木块、打点计 时器、低压交流电源、导线、纸带、复写纸、天平、刻度尺。
四、实验步骤 1.测量:用④ 天平 测量小盘和砝码的质量m'和小车的质量m。 2.安装:按照如实验原理图所示装置把实验器材安装好,只是不把悬挂小 盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)。 3.平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,使小 车能⑤ 匀速 下滑。
·m'g=
1
1 m
'
·m'g<m'g`
m
本实验用小盘和砝码的总重力m'g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。 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。
考点突破
考点一 实验原理与实验操作 考点二 实验数据处理与误差分析 考点三 实验的拓展与创新
4.操作 (1)小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上,先⑥ 接通电源 后 ⑦ 放开小车 ,取下纸带编号码。 (2)保持小车的质量m不变,改变砝码和小盘的质量m',重复步骤(1)。 (3)在每条纸带上选取一段比较理想的部分,测加速度a。 (4)描点作图,作a-F的图像。 (5)保持砝码和小盘的质量m'不变,改变小车质量m,重复步骤(1)和(3),作a
实验三 加速度与物体质量、 物体受力的关系
基础过关
一、实验目的 1.学会用① 控制变量 法研究物理规律。 2.探究加速度与物体质量、物体受力的关系。 3.掌握灵活运用图像处理数据的方法。
二、实验原理
1.保持② 质量 不变,探究加速度跟物体受力的关系。 2.保持物体所受③ 合外力 不变,探究加速度与物体质量的关系。
2020版高考物理大一轮复习 第三章 牛顿运动定律 实验三 加速度与物体质量、物体受力的关系检测.doc
实验三加速度与物体质量、物体受力的关系1．某同学用如图甲所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图乙所示，图中标出了五个连续点之间的距离．(1)物块下滑时的加速度a＝________ m/s2，打C点时物块的速度v＝________ m/s.(2)已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是________(选填正确答案标号)．A．物块的质量B．斜面的高度C．斜面的倾角解析：(1)物块沿斜面下滑做匀加速运动，根据纸带可得连续两段距离之差为0.13 cm，由a＝，得a＝m/s2＝3.25 m/s2，其中C点速度v＝＝m/s≈1.79 m/s.(2)对物块进行受力分析如图，则物块所受合外力为F合＝mg sin θ－μmg cos θ，即a＝g sin θ－μg cos θ，得μ＝，所以还需测量的物理量是斜面的倾角θ.答案：(1)3.25 1.79(2)C2．(2019·宿迁模拟)某同学用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律：(1)通过实验得到如图乙所示的a－F图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角__________(选填“偏大”或“偏小”)．(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力________砝码和盘的总重力(填“大于”“小于”或“等于”)，为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足__________的条件．(3)该同学得到如图丙所示的纸带．已知打点计时器电源频率为50 Hz.A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点．Δx＝x DG－x AD＝________ cm.由此可算出小车的加速度a＝________ m/s2(结果保留两位有效数字)．解析：(1)根据所给的a－F图象可知，当F＝0时，小车已经有了加速度a0，所以肯定是在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的夹角偏大造成的．(2)根据牛顿第二定律，对小车F＝Ma，对砝码和盘mg－F＝ma，解得F ＝<mg，只有当M≫m时，小车受到的拉力才近似等于mg，从而减小误差．(3)由题图丙可读出x AD＝2.10 cm，x DG＝3.90 cm，所以Δx＝x DG－x AD＝1.80 cm，根据Δx＝aΔt2，解得a＝5.0 m/s2.答案：(1)偏大(2)小于M≫m(3)1.80 5.03.在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上由打点计时器打出的点计算出：(1)当M与m的大小关系满足__________时，才可以认为细线对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．(2)一组同学在保持盘及盘中的砝码质量一定的情况下，探究加速度与小车质量的关系，以下做法正确的是________．A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细线绕过定滑轮系在小车上B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源D．小车运动的加速度可用天平测出m和M，直接用公式a＝求出(3)在保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，两位同学得到的a－F关系分别如图中甲、乙所示(a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)．其原因分别是：甲图：_________________________________________________________；乙图：___________________________________________________________.解析：(1)对盘及盘中砝码：mg－F＝ma；对小车：F＝Ma，联立可得：a ＝，F＝mg，只有当m≪M时，才可认为F≈mg.(2)平衡摩擦力时，先去掉盘、盘中砝码和细线，只让小车在重力沿斜面方向的分力作用下向左运动，当小车能匀速运动时，重力沿斜面方向的分力和摩擦力平衡，A不正确；调好后，当再次改变小车质量时，无需再平衡摩擦力，B 正确；实验时，要先接通打点计时器的电源，使打点计时器正常工作，再释放小车，C不正确；小车的加速度是通过处理纸带确定的，D不正确．(3)由甲图可看出F＝0时，a≠0，说明木板的倾角过大，重力沿斜面方向的分力大于摩擦力．由乙图可看出，只有当F达到一定值时，才会有加速度，说明平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力．答案：(1)m≪M(2)B(3)木板的倾角过大没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足4．(2018·高考全国卷Ⅱ)图(a)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码．缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小．某次实验所得数据在表中给出，其中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出．回答下列问题：(1)f4＝________N；(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f－m图线；(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝________，f－m图线(直线)的斜率的表达式为k＝________；(4)取g＝9.80 m/s2，由绘出的f－m图线求得μ＝______．(保留两位有效数字)解析：(1)对弹簧秤进行读数得2.75 N.(2)在图象上添加(0.05 kg，2.15 N)、(0.20 kg，2.75 N)这两个点，画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，如答案图所示．(3)由实验原理可得f＝μ(M＋m)g，f－m图线的斜率为k＝μg.(4)根据图象求出k＝3.9 N/kg，代入数据得μ＝0.40.答案：(1)2.75(2)如图所示(3)μ(M＋m)gμg(4)0.40。
必修1 第三章 实验三 加速度与物体质量、物体受力的关系.doc
实验三加速度与物体质量、物体受力的关系注意事项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才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车。
6.作图：作图时两轴标度比例要适当，各量须采用国际单位。
误差分析1.因实验原理不完善引起的误差：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。
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。
热点一实验原理与实验操作【例1】(2018·江苏盐城高三期中)如图1所示，在“探究质量一定，加速度与物体受力关系”的实验中，现有两种方案：甲方案，选择小车为研究对象，用砝码和盘的重力作为拉力；乙方案，选择小车、砝码和盘整体作为研究对象，用砝码和盘的重力作为研究对象所受的拉力。
图1(1)用乙方案实验，________平衡摩擦力(填“需要”或“不需要”)；(2)用乙方案实验，________保持细线与板面平行(填“需要”或“不需要”)；(3)用甲方案实验，当增加盘中砝码而改变受力时，需要满足的条件___________________________________________________________________；(4)用甲方案实验得到如图2所示的a－F关系图象：图2①图线在水平轴上有明显的截距(OA不为零)，可能的原因是____。
A.先释放小车后接通电源打点B.平衡摩擦力时，木板的倾角偏大C.平衡摩擦力时，小车后面未固定穿过打点计时器的纸带②图线AB段基本是一条直线，而BC段明显偏离直线，主要原因是________。
A.小车的总质量过大B.开始砝码质量较小，后来较大C.计算拉力时，忽略了砝码盘的重力答案(1)需要(2)需要(3)砝码及砝码盘的质量远小于小车的质量(4)①C ②B热点二数据处理与分析【例2】某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验。
高考物理大一轮复习第三章牛顿运动定律实验三加速度与物体质量物体受力的关系课件
拓展点 以“加速度与力、质量关系”为背景，测量动摩擦因数
例3 (2018·南通市等六市一调)实验小组采用如图13甲所示实验装置测量木块 与木板间的动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，有凹槽的木块， 质量为20 g的钩码10个，打点计时器，电源，纸带，细线等.实验中将部分钩码 悬挂在细线下，剩余的钩码放在木块的凹槽中，保持长木板水平，利用打出的 纸带测量木块的加速度.
大一轮复习讲义
第三章 牛顿运动定律
实验三 加速度与物体质量、物体受力的关系
内容索引
NEIRONGSUOYIN
过好双基关 研透命题点 随堂测试
回扣基础知识 训练基础题目 细研考纲和真题 分析突破命题点 随堂检测 检测课堂学习效果
过好双基关
1.实验目的 (1)学会用控制变量法研究物理规律. (2)验证牛顿第二定律. (3)掌握利用图象处理数据的方法. 2.实验原理 采用 控制变量 法： (1)保持质量不变，探究加速度跟 合外力 的关系. (2)保持合外力不变，探究加速度与 质量 的关系. (3)作出a－F图象和a－m1 图象，确定其关系.
图5
(2)在控制沙桶和沙的质量一定的情 况下，该实验小组测得的实验数据 如下表所示，为了直观反映加速度 与小车及砝码总质量的关系，请在 图6方格坐标纸中选取恰当的物理量 建立坐标系，并作出相应的图，根 据图象判断，实验产生误差的最主 要原因是：__________________.
次 小车及砝码的 数 总质量M/g
(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示.则小车与轨 道的滑动摩擦力Ff＝__1_._0__ N.
解析 由题图丙可知，产生加速度的拉力最小值为0.5 N，所以滑动摩擦力Ff ＝2F＝1.0 N；
高考物理一轮复习第三章加速度与物体质量物体受力的关系备考精炼
27 实验：加速度与物体质量、物体受力的关系[方法点拨] (1)实验方法：控制变量法；(2)数据处理：图象法．1．(2020·泰州中学期中)为验证物体所受合外力一定时，加速度与质量成反比，同学们设计了如图1中a 所示的装置来进行实验．在自制的双层架子上固定带有刻度标记的水平木板，架子放在水平桌面上．实验操作步骤如下：①适当调整装置，使装置不带滑轮的一端稍稍垫高一些．②在两个托盘中放入砝码，并使两托盘质量(含砝码)相同，且远小于小车的质量．连接小车的细线跨过定滑轮与托盘相连．③让两小车紧靠右边的挡板，小车前端在刻度尺上的读数如图a 所示，在甲车上放上砝码，同时释放两小车，当小车运动一段时间后，用手机对整个装置进行拍照．结合照片和小车的初始刻度标记，得到甲、乙两车运动的距离分别为s 1、s 2.④在甲小车上逐渐增加砝码个数，重复步骤③.图1(1)本实验的原理是通过验证小车发生的位移与小车(含砝码)的质量成________关系，来验证合外力一定时加速度与质量成反比．(2)实验前将装置右端稍稍垫高一些的目的是_____________________________________ ________________________________________________________________________. (3)某次拍到的照片如图b 所示，则小车通过的位移是________ cm.(4)如果以s 2s 1为横坐标，以甲车(含砝码)的质量为纵坐标，作出的图线如图c 所示，则该直线斜率代表的物理量是__________________________，其大小为________．2．为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图2甲所示的实验装置：图2(1)以下实验操作正确的是________A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动B．调节滑轮的高度，使细线与木板平行C．先接通电源后释放小车D．实验中小车的加速度越大越好(2)在实验中，得到一条如图乙所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1 s，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09 cm、3.43 cm、3.77 cm、4.10 cm、4.44 cm、4.77 cm，则小车的加速度a＝____ m/s2(结果保留两位有效数字)．(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图丙所示，图线________是在轨道倾斜情况下得到的(填“①”或“②”)；小车及车中砝码的总质量m＝________ kg.3．(2020·兴化一中期初)用图3甲所示装置“探究小车加速度与力、质量的关系”．请思考并完成相关内容：图3(1)实验时，为平衡摩擦力，以下操作正确的是________．A．连着砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动B．取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动C．取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车缓慢沿木板做直线运动(2)图乙是实验中得到的一条纸带，已知相邻计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为50 Hz，由此可求出小车的加速度a＝________ m/s2(计算结果保留三位有效数字)．(3)一组同学在保持木板水平时，研究小车质量一定的情况下加速度a与合外力F的关系，得到如图丙中①所示的a－F图线．则小车运动时受到的摩擦力F f＝______ N，小车质量M＝________ kg.若该小组正确完成了步骤(1)，得到的a－F图线应该是图丙中的________(填“②”“③”或“④”)．4．某探究性学习小组利用如图4所示装置探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角的关系．图4(1)下列实验方法，可以采用________．A．等效法B．控制变量法C．放大法D．累积法(2)实验中，通过向小车放入钩码来改变小车质量，只要测出小车从长为L的斜面顶端从静止开始滑至底端的时间t，就可以由公式a＝________________求出加速度．(3)实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角，由于没有量角器，因此通过测量出长木板顶端到水平面的高度h，求出倾角α的正弦值sin α＝hL.某同学记录了高度和加速度的对应值，并在坐标纸上建立适当的坐标系后描点作图如图5，请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g＝________ m/s2.图55．为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图6所示的实验装置，一端带有定滑轮的长木板水平放置，长木板上安装两个相距为d的光电门；放在长木板上的滑块通过绕过定滑轮的细线与力传感器相连，力传感器下挂一重物．拉滑块的细线的拉力大小F等于力传感器的示数．让滑块从光电门1处由静止释放，运动一段时间t后，经过光电门2.改变重物质量，重复以上操作，得到下表中的5组数据．(取g＝10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)图6次数a/(m·s－2) F/N1 1.0 0.762 2.0 0.993 3.0 1.234 4.0 1.505 5.0 1.76(1)若测得两光电门之间距离d＝0.5 m，运动时间t＝0.5 s，则滑块的加速度a＝________m/s2.(2)依据表中数据在图7中画出a－F图象．图7(3)根据图象可得滑块的质量m＝________kg，滑块和长木板间的动摩擦因数μ＝________.6．如图8甲所示，一端带有定滑轮的长木板放置在水平桌面上，靠近长木板的左端固定有一光电门，右端放置一带有挡光片的小车，小车和挡光片的总质量为M，细线绕过定滑轮，一端与小车相连，另一端挂有6个钩码，已知每个钩码的质量为m，且M＝4m.图8(1)用游标卡尺测出小车上的挡光片的宽度，读数如图乙所示，则挡光片宽度d＝________ cm.(2)实验时为了消除摩擦力的影响，可以把木板右端适当垫高，调节木板的倾斜度，直到使小车在________(填“受”或“不受”)细线的拉力时能沿木板做________直线运动．(3)将小车从木板右端由静止释放，小车上的挡光片通过光电门的时间为t1，则小车通过光电门的速度为______(用题给字母表示)．(4)开始实验时，细线另一端挂有6个钩码，由静止释放小车后细线上的拉力为F1，接着每次实验时将1个钩码移放到小车上，当细线挂有3个钩码时细线上的拉力为F2，则F1________2F2(填“大于”“等于”或“小于”)．图9(5)若每次移动钩码后都从同一位置释放小车，设挡光片(宽度为d，且d≪L)与光电门的距离为L，细线所挂钩码的个数为n，测出每次挡光片通过光电门的时间为t，测出多组数据，并绘出n－1t2图象如图9所示，已知图线斜率为k，则当地重力加速度为________(用题给字母表示)．答案精析1．(1)反比 (2)消除小车与木板之间摩擦力造成的影响 (3)42.0 (4)小车乙的质量m 乙 0.2 kg 2．(1)BC (2)0.34 (3)① 0.5解析 (1)平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动，让小车重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力．所以平衡时应为：将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不连砝码及砝码盘的情况下使小车恰好做匀速运动，故A 错误；为了使绳子拉力代替小车受到的合力，需要调节滑轮的高度，使细线与木板平行，故B 正确； 使用打点计时器时，先接通电源后释放小车，故C 正确；实验中小车的加速度不是越大越好，加速度太大，纸带打的点太少，不利于计算，故D 错误． (2)由匀变速直线运动的规律得： x 4－x 1＝3aT 2x 5－x 2＝3aT 2 x 6－x 3＝3aT 2联立得：(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)＝9aT 2解得：a ＝x 6＋x 5＋x 4－x 3－x 2－x 19T2＝ 4.77＋4.44＋4.10－3.77－3.43－3.099×0.12×10－2 m/s 2≈0.34 m/s 2. (3)由题图丙可知，当F ＝0时，a≠0.也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高．所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的．根据F ＝ma 得a －F 图象的斜率k ＝1m ，由题图a －F 图象得图象斜率k ＝2，所以m ＝0.5kg.3．(1)B (2)1.60 (3)0.10 0.20 ②解析 (1)在平衡摩擦力时，应使小车所受重力沿木板斜面方向的分力等于小车所受摩擦力，所以应该取下砂桶，轻推小车后，小车能匀速下滑，B 项正确．(2)将所得纸带分为等时的两大段，由逐差公式Δx＝aT 2可知，小车的加速度为： a ＝(10.60＋12.22＋13.81)－(5.79＋7.41＋9.02)9×0.12cm/s 2≈1.60 m/s 2. (3)木板水平时，由牛顿第二定律F －F f ＝Ma 得a ＝1M F －F fM ，结合题图图象可知，a ＝0时，F f ＝F ＝0.10 N ；当F ＝0时，－F f M ＝－0.50 m/s 2，所以M ＝0.20 kg.无论是否平衡摩擦力，a －F 图线的斜率都等于小车质量的倒数，故正确完成实验步骤(1)所得到的实验图线应过原点且与图线①平行，所以应是图线②. 4．(1)B (2)2Lt2 (3)9.6解析 (1)要探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角的关系，由于有两个变量，可采用控制变量法，B 正确．(2)小车在光滑斜面上做初速度为零的匀加速运动，由L ＝12at 2可得a ＝2Lt 2.(3)小车在光滑斜面上运动时，其加速度a ＝gsin α，a －sin α图象的斜率表示重力加速度，得g ＝9.6 m/s 2. 5．(1)4.0 (2)见解析图 (3)0.25 0.2 解析 (1)根据运动学公式d ＝12at 2得，a ＝2d t 2＝2×0.50.25m/s 2＝4.0 m/s 2. (2)如图所示(3)根据F －μmg＝ma 得a ＝Fm －μg，所以滑块运动的加速度a 和所受拉力F 的关系图象的斜率等于滑块质量的倒数．由图象得加速度a 和所受拉力F 的关系图象的斜率k ＝4，所以滑块的质量m ＝0.25 kg.由图象得，当F ＝0.5 N 时，滑块刚要开始滑动，所以滑块与长木板间的最大静摩擦力等于0.5 N. 而最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 即μmg＝0.5 N ， 解得μ＝0.2.6．(1)0.520 (2)不受 匀速 (3)d t 1 (4)小于 (5)5d2kL解析 (1)游标卡尺的主尺读数为5 mm ，游标尺读数为0.05×4 mm＝0.20 mm ，则最终读数为5.20 mm ＝0.520 cm.(2)当小车不受细线的拉力时，重力沿木板向下的分力若与摩擦力平衡，小车做匀速直线运动．(3)极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小，则小车通过光电门的速度为dt 1.(4)当细线挂有6个钩码时，对小车和钩码整体分析，a 1＝6mgM ＋6m ＝0.6g ，对小车分析，根据牛顿第二定律得F 1＝Ma 1＝4m×0.6g ＝2.4mg ，当细线挂有3个钩码时，对整体分析，a 2＝3mg10m ＝0.3g ，对小车分析，根据牛顿第二定律得F 2＝7ma 2＝2.1mg ，可知F 1＜2F 2.(5)小车通过光电门的速度v ＝d t ，根据v 2＝2aL ，得d 2t 2＝2aL ，因为a ＝nmg 10m ＝ng 10，代入解得n＝5d 2gLt 2，图线的斜率k ＝5d 2gL ，解得g ＝5d2kL.2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．如图，半径为R 的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O 的竖直轴线以角速度ω匀速转动。
江苏省高考物理第三章牛顿运动定律实验三加速度与物体质量、物体受力的关系讲义(含解析)
实验三 加速度与物体质量、物体受力的关系1．实验目的(1)学会用控制变量法研究物理规律．(2)验证牛顿第二定律．(3)掌握利用图象处理数据的方法．2．实验原理 采用控制变量法：(1)保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系．(2)保持合外力不变，探究加速度与质量的关系．(3)作出a －F 图象和a －1m图象，确定其关系． 3．实验器材 小车、砝码、小盘、细绳、一端附有定滑轮的长木板、薄木板、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺．4．实验步骤(1)测量：用天平测量小盘和砝码的质量m ′和小车的质量m .(2)安装：按照如图1所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)．图1(3)平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，使小车能匀速下滑．(4)操作步骤：①小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，断开电源，取下纸带编号码．②保持小车的质量m 不变，改变小盘和砝码的质量m ′，重复步骤①.③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a .④描点作图，作a －F 图象．⑤保持小盘和砝码的质量m ′不变，改变小车质量m ，重复步骤①和③，作a －1m图象． 5．注意事项(1)平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动．(2)不重复平衡摩擦力．(3)实验条件：m ≫m ′.(4)一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．6．误差分析(1)实验原理不完善：本实验用小盘和砝码的总重力m ′g 代替小车所受的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．(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．7．数据处理(1)利用Δx ＝aT 2及逐差法求a .(2)以a 为纵坐标、F 为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a 与F 成正比．(3)以a 为纵坐标、1m为横坐标，描点、连线，如果该线为过原点的直线，就能判定a 与m 成反比．命题点一 教材原型实验例1 (2018·无锡市期中)在探究物体质量一定，加速度与所受合外力的关系时，采用如图2所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M 表示，盘及盘中的砝码质量用m 表示，小车的加速度可由小车后面拖动的纸带上打点计时器打出的点计算出：图2(1)实验中以下做法正确的是________．A ．平衡摩擦力时，小车应连上纸带，接通打点计时器电源B ．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上C ．实验时，小车应在靠近滑轮处释放D ．调整滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板平行(2)M 与m 的关系应满足m 远远小于M ，这样做的目的是__________________．(3)如图3所示为某次实验得到的纸带，实验中打点计时器接50Hz 交流电源．纸带中计数点间的距离已标出，由此可以得小车的加速度大小约为________m/s 2.(结果保留两位有效数字)图3图4(4)某实验小组得到的aF 图线如图4所示，图线未过坐标原点的原因可能是______________；图线末端弯曲的原因是______________________________．答案 (1)AD (2)使绳中的张力近似等于盘和盘中砝码的总重力 (3)3.2 (4)未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足 没有满足m 远小于M解析 (1)平衡摩擦力时，小车应连上纸带，接通打点计时器电源，故A 正确；平衡摩擦力的方法就是将木板一端垫高，撤去盘及盘中的砝码，使小车在木板上做匀速直线运动，故B 错误；实验时，小车应在靠近打点计时器处释放，故C 错误；调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于小车所受合力，故D 正确.(2)根据牛顿第二定律可知：mg ＝(M ＋m )a ，解得：a ＝mgM ＋m ，F ＝Ma ＝Mmg M ＋m ＝mg 1＋m M，当m 远远小于M 时，F 近似等于mg ，故目的是使绳中的张力近似等于盘和盘中砝码的总重力．(3)根据Δx ＝aT 2得：a ＝0.0772＋0.0721－0.0670－0.06194×0.042m/s 2≈3.2m/s 2 (4)图线不通过坐标原点O ，即开始施加拉力时，加速度为零，则知未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．aF 图线的斜率表示质量的倒数，开始mg 比较小，近似等于细绳的拉力，斜率为M 的倒数，斜率不变．当m 比较大，不再满足M 远大于m ，所以图线末端弯曲．变式1 (2018·苏州市期初调研)在“探究加速度与小车质量关系”实验中，实验小组采用如图5所示的装置．M 表示小车及砝码的总质量，m 表示沙桶及沙的总质量．图5(1)为使实验中小车所受合外力等于细线的拉力，应采取的措施是________；为使细线对小车拉力大小近似等于沙桶和沙的重力mg，应控制的实验条件是________．(2)在控制沙桶和沙的质量一定的情况下，该实验小组测得的实验数据如下表所示，为了直观反映加速度与小车及砝码总质量的关系，请在图6方格坐标纸中选取恰当的物理量建立坐标系，并作出相应的图，根据图象判断，实验产生误差的最主要原因是：________________________________________________________________________.图6答案(1)平衡摩擦力M≫m(2)如图所示小车及砝码的总质量变小时，不能满足小车及砝码的总质量远大于沙和沙桶的总质量解析 (1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力沿木板向下的分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一端垫高，所以应采取的措施是平衡摩擦力；沙桶及沙加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，要使其对细线的拉力近似等于重力，应该使沙桶及沙的质量远小于小车及砝码的总质量，即m ≪M .(2)所作图象如图所示．根据描点作图法可得：沙和沙桶的总质量没有远小于小车及砝码的总质量，小车受到的拉力明显小于沙和沙桶重力，加速度与沙和沙桶重力(小车受到的合力)不成正比，a －F 图象发生弯曲，不再是直线．命题点二 实验拓展与创新1．实验器材的改进(1)气垫导轨(不用平衡摩擦力)――→替代长木板(如图7)图7(2)利用光电门测速度(如图8)图8(3)利用位移传感器测位移(如图9)图9(4)利用力传感器测拉力(不用满足m ≪M ，如图10甲、乙)图102．数据测量的改进⎦⎥⎥⎤测定通过的时间：由a ＝12x [(d t 2)2－(d t 1)2]求出加速度小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到――→替代通过打点纸带求加速度3．实验的拓展延伸以“探究加速度与力、质量的关系”为背景测量物块与木板间的动摩擦因数．例2 (2018·南京市、盐城市二模)在“探究物体质量一定时加速度与力的关系”实验中，小明同学做了如图11甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力．图11(1)关于该实验的操作，下列说法正确的是________．A ．必须用天平测出砂和砂桶的质量B ．一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量C ．应当先释放小车，再接通电源D ．需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带(2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz ，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是______m/s 2.(计算结果保留三位有效数字)(3)由实验得到小车的加速度a 与力传感器示数F 的关系如图丙所示．则小车与轨道的滑动摩擦力F f ＝______N.(4)小明同学不断增加砂子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为________m/s 2(g 取10 m/s 2)．答案 (1)D (2)2.40 (3)1.0 (4)5解析 (1)力传感器测量细线中的拉力F ，则小车受到拉力为2F ，即力是直接测量得到的，不用测出砂桶和砂的总质量，A 、B 错误；打点计时器的使用，应先接通电源，后释放小车，C 错误；实验需要得到多组数据，故需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带，D 正确．(2)打点计时器打点周期为150s ＝0.02 s ，由题可知相邻计数点间时间间隔为T ＝0.1 s ，小车的加速度为a ＝x BD －x OB 4T 2≈2.40m/s 2； (3)由题图丙可知，产生加速度的拉力最小值为0.5 N ，所以滑动摩擦力F f ＝2F ＝1.0 N ；(4)对砂和砂桶根据牛顿第二定律有mg －F ＝ma ′，即a ′＝g －F m，小于重力加速度g ，由实验装置原理可知，小车的加速度为砂和砂桶的加速度的一半，a ＝12a ′＜12g ，即小车的加速度最后会趋近于5 m/s 2.变式2 (2018·苏锡常镇一调)如图12甲所示是小明同学“探究加速度与力的关系”的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B ，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块及遮光条都从位置A 处由静止释放．图12(1)小明用游标卡尺测量遮光条的宽度d ，示数如图乙所示，则d ＝________mm.(2)实验时，将滑块从A 位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B 的时间t ，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量c 是________________(用文字表述)．(3)小亮同学认为：无需测出上述c 和d ，只要画出以F (力传感器示数)为横坐标、以________为纵坐标的图象就能直接反映加速度与力的关系．(4)下列实验操作和要求必要的是__________(请填写选项前对应的字母)．A ．应将气垫导轨调节水平B ．应测出钩码和力传感器的总质量C ．应使A 位置与光电门间的距离适当大些D ．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量答案 (1)2.30 (2)释放前遮光条到光电门的距离 (3)1t 2 (4)AC 解析 (1)由题图知游标尺上第6条刻度线与主尺对齐，d ＝2 mm ＋6×0.05 mm＝2.30 mm ；(2)实验时，将滑块从A 位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B 的时间t ，滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．根据运动学公式可知，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量c 是释放前遮光条到光电门的距离；(3)根据F ＝ma ，而v 2B ＝2ac ，v B ＝d t ，联立解得F ＝md 22c ·1t 2，则无需测出c 和d ，只要画出以F (力传感器示数)为横坐标、以1t 2为纵坐标的图象就能直接反映加速度与力的关系． (4)应将气垫导轨调节水平，这时拉力才等于合力，故A 正确；拉力的大小可从力传感器中读出，则没必要测出钩码和力传感器的总质量，选项B错误；应使A位置与光电门间的距离适当大些，可以增大测量长度，从而有利于减小误差，故C正确；拉力是直接通过力传感器测量的，故与滑块质量与钩码和力传感器的总质量大小关系无关，故D错误．拓展点 以“加速度与力、质量关系”为背景，测量动摩擦因数例3 (2018·南通市等六市一调)实验小组采用如图13甲所示实验装置测量木块与木板间的动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，有凹槽的木块，质量为20g 的钩码10个，打点计时器，电源，纸带，细线等．实验中将部分钩码悬挂在细线下，剩余的钩码放在木块的凹槽中，保持长木板水平，利用打出的纸带测量木块的加速度．图13(1) 正确进行实验操作，得到一条纸带，从某个清晰的打点开始，依次标注0、1、2、3、4、5、6，分别测出位置0到位置3、位置6间的距离，如图乙所示．已知打点周期T ＝0.02s ，则木块的加速度a ＝________m/s 2.(2) 将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端，改变悬挂钩码的总质量m ，测得相应的加速度a ，作出a －m 图象如图丙所示．已知当地重力加速度g ＝9.8m/s 2，则木块与木板间动摩擦因数μ＝________(保留两位有效数字)；μ的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值，原因是______________________________(写出一个即可)．(3)实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量．答案 (1)3.33 (2)0.34(0.32～0.36) 大于 滑轮与轴承、细线间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦等 (3)不需要解析 (1)已知打点周期T ＝0.02 s ，根据逐差法可得木块的加速度为： a ＝x 36－x 039T 2＝(8.20－3.50－3.50)9×0.022×10－2 m/s 2≈3.33 m/s 2. (2)设木块质量为M ，以M 、m 组成的系统为研究对象，根据牛顿第二定律有，mg －F f ＝(M ＋0.2)a ，F f ＝μ(M ＋0.2－m )g ，联立可得加速度为：a ＝(1＋μ)g M ＋0.2m －μg ，由题图丙可知，当m＝0时，|a |＝μg ＝3.3 m/s 2，则木块与木板间动摩擦因数μ≈0.34，因滑轮与轴承、细线间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦，所以测量值大于真实值．(3)实验中没有采用细线拉力等于重力，所以不需要满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量．变式3 (2018·常熟市期中)图14(a) 为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图．实验步骤如下：图14①用天平测量物块和遮光片的总质量M 、重物的质量m; 用游标卡尺测量遮光片的宽度d; 用米尺测量两光电门之间的距离s ； ②调整轻滑轮，使细线水平；③让物块从光电门A 的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A 和光电门B 所用的时间Δt A 和Δt B ，求出加速度a ； ④多次重复步骤③，求a 的平均值a ； ⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ. 回答下列问题：(1)测量d 时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm) 的示数如图(b) 所示，其读数为____cm. (2)物块的加速度a 可用d 、s 、Δt A 和Δt B 表示为a ＝________________. (3)动摩擦因数μ可用M 、m 、a 和重力加速度g 表示为μ＝________________.(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于______(填“偶然误差”或“系统误差”)．答案 (1)0.960 (2)(dΔt B )2－(dΔt A )22s (3)mg －(M ＋m )a Mg(4)系统误差解析 (1)由题图(b)所示游标卡尺可知，主尺示数为0.9 cm ，游标尺示数为12×0.05 mm＝ 0.60 mm ＝0.060 cm ，则游标卡尺示数为0.9 cm ＋0.060 cm ＝0.960 cm.(2)物块经过A 点时的速度为：v A ＝d Δt A ，物块经过B 点时的速度为：v B ＝dΔt B ，物块做匀变速直线运动，由速度位移公式得：v B 2－v A 2＝2as ，加速度为：a ＝(dΔt B )2－(dΔt A)22s；(3)以M 、m 组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律得：mg －μMg ＝(M ＋m )a ，解得：μ＝mg －(M ＋m )aMg；(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于系统误差.1．(2018·徐州三中模拟)如图15所示，某同学设计了一个测量滑块与木板间的动摩擦因数的实验装置，装有定滑轮的长木板固定在水平实验台上，木板上有一滑块，滑块右端固定一个动滑轮，钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的轻绳相连，放开钩码，滑块在长木板上做匀加速直线运动．图15(1)实验得到一条如图16所示的纸带，相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s ，由图中的数据可知，滑块运动的加速度大小是________m/s 2.(计算结果保留两位有效数字)图16(2)读出弹簧测力计的示数F ，处理纸带，得到滑块运动的加速度a ；改变钩码个数，重复实验．以弹簧测力计的示数F 为纵坐标，以加速度a 为横坐标，得到的图象是纵轴截距为b 的一条倾斜直线，如图17所示．已知滑块和动滑轮的总质量为m ，重力加速度为g ，忽略滑轮与轻绳之间的摩擦，则滑块和木板之间的动摩擦因数μ＝________.图17答案 (1)2.4 (2)2bmg解析 (1)加速度为a ＝x BD －x OB 4T 2＝0.288 1－0.096 1－0.096 14×0.01m/s 2≈2.4 m/s 2； (2)滑块受到的拉力F T 为弹簧测力计示数的两倍，即：F T ＝2F 滑块受到的摩擦力为：F f ＝μmg 由牛顿第二定律可得：F T －F f ＝ma解得力F 与加速度a 的函数关系式为：F ＝m 2a ＋μmg2由题图图象所给信息可得图象纵截距为：b ＝μmg2解得：μ＝2bmg.2．(2018·南京市期中)某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力及质量的关系”的实验，图18甲为实验装置图，A 为小车，B 为打点计时器，C 为装有沙的沙桶，D 为一端带有定滑轮的长方形木板．实验中认为细绳对小车的拉力F 等于沙和沙桶的总重力，小车运动的加速度a 可由打点计时器在纸带上打出的点求得．(1)图乙为某次实验得到的纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为0.10s ，由图中数据求出小车加速度值为________m/s 2.(计算结果保留两位有效数字)图18(2)保持沙和沙桶的质量不变，改变小车质量m ，分别得到小车加速度a 与质量m 及对应的1m数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F 不变时，a 与m 的关系，请在图19中选择恰当的物理量和标度建立坐标系，并作出图线.图19(3)从图线中得到F 不变时小车加速度a 与质量m 间的定量关系是________．(4)保持小车质量不变，改变沙和沙桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度与合力F 图线如图20所示，该图线不通过原点，其可能的原因是________________________________．图20答案 (1)0.64 (2)如图所示(3)a ＝12m(4)没有平衡摩擦力(或平衡摩擦力不足)3．(2018·常州市一模)如图21甲所示是“研究小车加速度与力的关系”的实验装置．木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的细绳通过滑轮与拉力传感器相连，拉力传感器可显示所受的拉力大小F ，改变桶中砂的质量多次实验．完成下列问题：图21(1)实验中需要________． A ．测量砂和砂桶的总质量 B ．保持细绳与长木板平行 C ．保持小车的质量不变D ．满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量(2)实验中得到一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出，各计数点到A 点的距离如图乙所示．电源的频率为50Hz ，则打B 点时小车速度大小为________m/s ，小车的加速度大小为________ m/s 2.(3)实验中描绘出a －F 图象如图丙所示，图象不过坐标原点的原因是________________． 答案 (1)BC (2)0.416 1.48 (3)平衡摩擦力过度解析 (1)细绳的拉力可以通过拉力传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，故A 错误；为了使细绳对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上，调整长木板的倾斜度，让小车拖着纸带做匀速直线运动，同时要调整长木板上滑轮的高度使细绳与长木板平行，故B 正确；本实验采用的是控制变量法，要研究小车加速度与力的关系，必须保持小车的质量不变，故C 正确；实验中拉力通过拉力传感器测出，不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故D 错误． (2)已知打点计时器电源频率为50 Hz ，则纸带上相邻计数点间的时间间隔为：T ＝5×0.02 s ＝0.1 s.B 点对应的速度为：v B ＝x AC 2T ＝8.320.2×10－2m/s ＝0.416 m/s.根据Δx ＝aT 2可得：小车运动的加速度为：a ＝x CE －x AC 4T 2＝22.56－8.32－8.324×0.12×10－2 m/s 2＝1.48 m/s 2 (3)由题图图象可知，a －F 图象在a 轴上有截距，这是由于平衡摩擦力过度造成的．即在实际操作中，平衡摩擦力时斜面倾角过大，平衡摩擦力过度．。
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实验三加速度与物体质量、物体受力的关系1.(2019江阴一中月考)某实验小组用图甲所示装置探究加速度与力的关系。
甲(1)(多选)关于该实验,下列说法正确的是。
A.拉小车的细线要与木板平行B.打点计时器要与6 V直流电源连接C.砂桶和砂的质量要远小于小车和力传感器的质量D.平衡摩擦力时,纸带要穿过打点计时器后连在小车上(2)图乙中的两种穿纸带方法,你认为(选填“左”或“右”)边的打点效果好。
乙(3)实验中得到一条如图丙所示的纸带,图中相邻两计数点间还有4个点未画出,打点计= 时器所用电源的频率为50 Hz。
由图中实验数据可知,打点计时器打下B点时小车的速度vB m/s,小车的加速度a= m/s2。
(结果保留两位有效数字)丙(4)某同学根据测量数据作出的a-F图像如图丁所示。
该直线不过坐标原点的原因可能是。
丁答案(1)AD (2)右(3)0.16 0.50(4)平衡摩擦力时,木板倾角过大解析(1)拉小车的细线要与木板平行,选项A正确;打点计时器要与6 V交流电源连接,选项B错误;因为有力传感器,所以砂桶和砂的质量不需要远小于小车和传感器的质量,选项C 错误;平衡摩擦力时,纸带要穿过打点计时器后连在小车上,选项D正确。
(2)纸带穿过限位孔,压在复写纸的下面效果要好,所以右边效果好。
(3)相邻两计数点间有4个点未画出,所以T=0.1 s,v=≈0.16 m/s,a=-≈0.50Bm/s2。
(4)F=0时已经产生加速度,是因为平衡摩擦力时,木板倾角过大。
2.(2017镇江月考)在探究加速度与物体质量、物体受力的关系活动中,某小组设计了如图甲所示的实验装置。
图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘,两小车尾部细线连到控制装置上,实验时通过控制装置使两小车同时开始运动,然后同时停止。
甲(1)在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使;在实验时,为减小系统误差,应使砝码盘和砝码的总质量小车的质量(选填“远大于”“远小于”或“等于”)。
(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小,能这样比较,是因为。
(3)实验中获得的数据如表所示,小车Ⅰ、Ⅱ的质量均为200 g。
在第1次实验中小车Ⅰ从A点运动到B点的位移如图乙所示,请将测量结果填到表中空格处。
通过分析,可知表中第次实验数据存在明显错误,应舍弃。
乙答案(1)细线与轨道平行(或水平) 远小于(2)两小车从静止开始做匀加速直线运动,且两小车的运动时间相等(3)23.36(23.34~23.38均对) 3解析(1)拉小车的细线要与水平轨道平行。
只有在砝码盘和砝码的总质量远小于小车质量时,才能认为砝码盘和砝码的总重力等于细线拉小车的力。
(2)对初速度为零的匀加速直线运动,时间相同时,根据运动学公式x=at2,得=。
(3)刻度尺的分度值是1 mm,要估读到分度值的下一位,读数为23.86 cm-0.50 cm=23.36 cm。
由F=ma可得=,对比表中数据可知第3次实验数据存在明显错误,应舍弃。
3.(2018南通、徐州、扬州、泰州、淮安、宿迁二调)实验小组采用如图甲所示实验装置测量木块与木板间动摩擦因数μ,提供的器材有:带定滑轮的长木板、有凹槽的木块、质量为20 g的钩码若干、打点计时器、电源、纸带、细线等。
实验中将部分钩码悬挂在细线下,剩余的钩码放在木块的凹槽中,保持长木板水平,利用打出的纸带测量木块的加速度。
(1)正确进行实验操作,得到一条纸带,从某个清晰的打点开始,依次标注0、1、2、3、4、5、6,分别测出位置0到位置3、位置6间的距离,如图乙所示。
已知打点周期T=0.02 s,则木块的加速度a= m/s2。
(2)将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端,改变悬挂钩码的总质量m,测得相应的加速度a,作出a-m图像如图丙所示。
已知当地重力加速度g=9.8 m/s2,则木块与木板间动摩擦因数μ= (保留两位有效数字);μ的测量值(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值,原因是(写出一个即可)。
(3)实验中(选填“需要”或“不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量。
答案(1)3.33(2)0.34(0.32~0.36均可) 大于滑轮与轴承、细线间有摩擦,纸带与打点计时器间有摩擦等(3)不需要解析(1)已知打点周期T=0.02 s,根据逐差法可得木块的加速度为a=-=.-.-.)-.m/s2=3.33 m/s2(2)设木块的质量为M,根据牛顿第二定律有,mg-f=(M+0.02 kg)a,f=μ(M+0.02 kg-m)g,联立可解得加速度为a=).m-μg,由丙图可知,当m=0时,a=μg=3.3 m/s2,则木块与木板间动摩擦因数μ=0.34,因滑轮与轴承、细线间有摩擦,纸带与打点计时器间有摩擦,所以测量值大于真实值。
(3)实验中没有采用细线拉力等于重力,所以不需要满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量。
4.(2017无锡期末)如图甲所示,装有两个光电门的木板固定在水平桌面上,带有窄遮光片(宽度为d)的滑块被一端固定的弹簧经压缩后弹开,依次经过两光电门。
光电门有两种计时功能,既可以记录遮光片到达两光电门的时间差t,又可以分别记录在两光电门处的遮光时间ΔtA 和ΔtB。
(在本题各次实验中,滑块运动到A前已脱离弹簧)(1)遮光片经过A时的速度大小为(选用d、t、ΔtA 或ΔtB表示)。
(2)利用实验中测出的d、ΔtA 、ΔtB和AB间距s,写出滑块与木板间的动摩擦因数表达式μ= (重力加速度为g)。
(3)将光电门A固定,调节B的位置,每次都使滑块将弹簧压到同一位置O后由静止释放,记录各次t值并测量A、B间距s,作出-t关系图线如图乙,该图线纵轴截距的物理意义是,利用该图线可以求得滑块与木板间的动摩擦因数为μ=(取重力加速度g=9.8 m/s2,结果保留两位有效数字)。
答案(1)(2)-(3)遮光片经过光电门A时的速度0.24(0.23~0.25均可)解析(1)利用平均速度替代瞬时速度,遮光片经过A时的速度大小为。
(2)根据牛顿第二定律有2as=-=-=2μgs,解得μ=-。
(3)由运动学规律s=vA t+at2变形得到=vA+at,所以图像中图线纵轴截距表示vA,斜率大小表示a=μg,解得μ=0.24。
5.(2018江苏单科)某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g。
细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮,两端各悬挂一只质量为M的重锤。
实验操作如下:①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H;②在重锤1上加上质量为m的小钩码;③左手将重锤2压在地面上,保持系统静止。
释放重锤2,同时右手开启秒表,在重锤1落地时停止计时,记录下落时间;④重复测量3次下落时间,取其平均值作为测量值t。
请回答下列问题:(1)步骤④可以减小对下落时间t测量的(选填“偶然”或“系统”)误差。
(2)实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多,主要是为了。
A.使H测得更准确B.使重锤1下落的时间长一些C.使系统的总质量近似等于2MD.使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。
现提供一些橡皮泥用于减小该误差,可以怎么做?。
用实验(4)使用橡皮泥改进实验后,重新进行实验测量,并测出所用橡皮泥的质量为m中的测量量和已知量表示g,得g= 。
答案(1)偶然(2)B(3)在重锤1上粘上橡皮泥,调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1能观察到其匀速下落。
(4))解析(1)时间测量是人为操作快慢和读数问题带来的误差,所以属于偶然误差。
(2)由于自由落体的加速度较大,下落H高度的时间较短,为了减小测量时间的实验误差,就要使重锤下落的时间长一些,因此系统下降的加速度要小,所以小钩码的质量要比重锤的质量小很多。
(3)为了消除滑轮的摩擦阻力,可将橡皮泥粘在重锤1上,轻拉重锤放手后若系统做匀速运动,则表示平衡了阻力。
)a,又H=at2,解得g=)。
(4)根据牛顿第二定律有mg=(2M+m+m经典语录1、最疼的疼是原谅，最黑的黑是背叛。
2、我有没有跟你说过爱是我不变的信仰，我有没有告诉过你爱就是永远把一个人放在心上。
3、我们生活在同一个温暖的水域，也许偶尔会被水草缠绕，但因为彼此温暖的呼吸，相信都不会是死结。
如果我说我爱你，我一直爱你，不知道你会不会相信？4、恋爱就是这么突如其来的一件事，从开始到慢慢进行，每一个细节都不可思议百转千回。
5、爱情只是宿命摆下的一个局。
6、幸福是什么。
幸福，是照射在脸上的温暖阳光，瞬间就成了阴影。
7、我独自守候着岁月的轮回，等待那千年的梦。
蓦然回首，青春的花，在那烟雨蒙蒙中遗失了心，却在这和煦阳光下找到了魂。
终于了悟了那埋藏已久的心。
于是，我轻轻的笑了。
8、人犹如深海里浮浮沉沉，一波一波的海水带着压力冲过来，要将自己深深地淹没，再淹没。
9、爱情如果只剩下同情，就算回到身边，又有何意义？10、友情其实和爱情一样，很多的时候，距离才可以让彼此懂得。
11、爱一个人不是要拥有他，只要在远方默默地注视他，也就心满意足。
12、有一种隐忍其实是蕴藏着的一种力量，有一种静默其实是惊天的告白。
13、孤单不是与生俱来，而是由你爱上一个人的那一刻开始。
14、结婚时，会说“我愿意”。
愿意什么呢？不是愿意爱你，而是愿意只爱你。
不是愿意和你在一起，而是愿意只和你一起。
不是愿意得到你，而是愿意为你而放弃别人。
不是愿意接受幸福，而是愿意给你幸福。
这句“我愿意”，是个天大的承诺，代表唯一、忠诚和责任……你愿意么？15、希望的未来那么遥远，不想面对的将来总是不期而遇，对未来抱有不切实际幻想，以及对未来残酷认识不足，使人产生上面判断，对影响未来主要因素的变化判断准确，就能把握事物未来结果，采取行动应对，能使未来向好，既便困难到来，也会有所准备使损害最小，应对未来有效手段是立足当下，采取行动。
16、一句我等你，不知道需要多大的勇气。
它远比我爱你三个字，更需要勇气。
不是每个人你都愿意等待，也不是所有人都值得你去等待。
一句我等你，包含了很多的无奈，心酸，苦涩。
或许是爱不到，或许是不能爱，无论怎样，我等你这个承诺，远比我爱你更动听。
可是有多少的爱情经得起等待。