1、牛顿运动定律第第 三三 章章实验四探究加速度与力、质量的关系实验四探究加速度与力、质量的关系考纲要求考纲要求考情分析考情分析命题趋势命题趋势验证牛顿第二定律验证牛顿第二定律2016全国卷全国卷，232015全国卷全国卷，22高考对本实验的考查主要侧重于以下三高考对本实验的考查主要侧重于以下三个方面：个方面：1.实验条件的控制，如托盘砝码实验条件的控制，如托盘砝码的总质量要远小于小车的质量、平衡摩的总质量要远小于小车的质量、平衡摩擦力等；擦力等；2.对对“控制变量法控制变量法”的理解和应的理解和应用；用；3.通过图象分析实验数据及误差分析通过图象分析实验数据及误差分析知识梳理知识梳理夯实基础夯实
2、基础核心考点核心考点分层突破分层突破对应演练对应演练迁移运用迁移运用栏目导航 一、实验流程知识梳理知识梳理 夯实基础夯实基础 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：Mm.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 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
3、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 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核心考点核心考点 分层突破分层突破(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_.(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
4、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_.(选填正确答案标号)AM200 gm10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g BM200 gm20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g CM400 gm10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g DM400 gm20 g、40 g、60 g、
5、80 g、100 g、120 g(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xAB4.22 cm、xBC4.65 cm、xCD5.08 cm、xDE5.49 cm、xEF5.91 cm、xFG6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度a_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
6、摩擦力的合力为零，0.42 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N5个，每个质量均为0.010 kg.实验步骤如下：(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑(2)将n(依次取n1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端，其余Nn个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行，释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于位移其起始
7、位置的位移s，绘制st图象，经数据处理后可得到相应的加速度a.(3)对应于不同的n的a值见下表n2的st图象如图乙所示，由图乙求出此时小车的加速度(保留两位有效数字)，将结果填入下表.n12345a/(ms2)0.20_0.580.781.000.39 (4)利用表中的数据在图丙中补齐数据点，并作出an图象从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比(5)利用an图象求得小车(空载)的质量为_kg.(保留两位有效数字，重力加速度取g9.8 m/s2)(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是_(填入正确选项前的标号)Aan图线不再是直线 Ban图线仍是
8、直线，但该直线不过原点 Can图线仍是直线，但该直线的斜率变大0.44 BC 考点3实验改进与创新 高考命题对本实验可从下列几个方面创新 1实验器材的改进：(1)气垫导轨替代长木板；(2)光电门替代打点计时器 2实验方法的改进：(1)用力传感器或弹簧测力计测量对小车的拉力；(2)在验证a与F的关系时，保持小车、钩码和桶的总质量不变 3数据处理方法的改进：小车的加速度可以利用传感器，借助于计算机来处理 例3(2017北京朝阳模拟)某探究学习小组的同学要探究加速度与力、质量的关系，他们在实验室组装了一套如图甲所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离s.(1)该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于车的质量？_.(选填“需要”或“不需要”)(2)实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d，如图乙所示，d_mm.再见再见
