物理總第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 實(shí)驗(yàn)四 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律 教科版

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1、實(shí)驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)核心探究核心探究 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 解讀實(shí)驗(yàn)解讀實(shí)驗(yàn)萃取精華萃取精華注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)1.1.平衡摩擦力平衡摩擦力:在平衡摩擦力時(shí)在平衡摩擦力時(shí),不要把懸掛小盤(pán)的細(xì)繩系在小車(chē)上不要把懸掛小盤(pán)的細(xì)繩系在小車(chē)上,即不要給即不要給小車(chē)加任何牽引力小車(chē)加任何牽引力,且要讓小車(chē)拖著紙帶勻速運(yùn)動(dòng)且要讓小車(chē)拖著紙帶勻速運(yùn)動(dòng).2.2.實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)條件:小車(chē)的質(zhì)量小車(chē)的質(zhì)量M M遠(yuǎn)大于小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m.m.3.3.操作要領(lǐng)操作要領(lǐng):改變拉力和小車(chē)質(zhì)量后改變拉力和小車(chē)質(zhì)量后,每次開(kāi)始時(shí)小車(chē)應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每次開(kāi)始時(shí)小車(chē)應(yīng)盡量

2、靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并應(yīng)先接通電源并應(yīng)先接通電源,再放開(kāi)小車(chē)再放開(kāi)小車(chē),且應(yīng)在小車(chē)到達(dá)定滑輪前按住小車(chē)且應(yīng)在小車(chē)到達(dá)定滑輪前按住小車(chē).2.2.摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)引起誤差不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)引起誤差.核心探究核心探究 通法悟道通法悟道拓寬思路拓寬思路探究點(diǎn)一基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)探究點(diǎn)一基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)【典例典例1 1】在在“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)中,采用如圖所示的裝置圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)采用如圖所示的裝置圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn).解解析析:(1)1)平平衡衡摩摩擦擦力力時(shí)時(shí)使使小小車(chē)車(chē)

3、所所受受重重力力沿沿木木板板方方向向分分力力與與小小車(chē)車(chē)所所受受摩摩擦擦力力平平衡衡,故故A,DA,D項(xiàng)項(xiàng)正正確確,B,B項(xiàng)項(xiàng)錯(cuò)錯(cuò)誤誤;為為確確定定小小車(chē)車(chē)是是否否為為勻勻速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng),需需要要通通過(guò)過(guò)紙紙帶帶上上點(diǎn)點(diǎn)跡跡是否均勻來(lái)判斷是否均勻來(lái)判斷,故故C C項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤.答案答案:(1)AD 1)AD(1)(1)對(duì)小車(chē)進(jìn)行對(duì)小車(chē)進(jìn)行“平衡摩擦力平衡摩擦力”操作時(shí)操作時(shí),下列必須進(jìn)行的是下列必須進(jìn)行的是(填字母序填字母序號(hào)號(hào)).).A.A.取下沙和沙桶取下沙和沙桶B.B.在空沙桶的牽引下在空沙桶的牽引下,輕推一下小車(chē)輕推一下小車(chē),小車(chē)能做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)小車(chē)能做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C.C.小車(chē)拖著穿過(guò)打

4、點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)小車(chē)拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源應(yīng)斷開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源應(yīng)斷開(kāi)D.D.把長(zhǎng)木板沒(méi)有定滑輪的一端墊起適當(dāng)高度把長(zhǎng)木板沒(méi)有定滑輪的一端墊起適當(dāng)高度(2)(2)實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中中,已已經(jīng)經(jīng)測(cè)測(cè)出出小小車(chē)車(chē)的的質(zhì)質(zhì)量量為為M,M,沙沙和和沙沙桶桶的的總總質(zhì)質(zhì)量量為為m,m,若若要要將將沙沙和和沙沙桶桶的的總總重重力力大大小小作作為為小小車(chē)車(chē)所所受受拉拉力力F F的的大大小小,這這樣樣做做的的前前提提條條件件是是 .答案答案:(2)m2)mM M(3)(3)在實(shí)驗(yàn)操作中在實(shí)驗(yàn)操作中,下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是(填序號(hào)填序號(hào)).).A.A.求小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速

5、度時(shí)求小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí),可用天平測(cè)出沙和沙桶的質(zhì)量可用天平測(cè)出沙和沙桶的質(zhì)量MM和和m,m,以及小車(chē)質(zhì)以及小車(chē)質(zhì)量量M,M,直接用公式直接用公式a=ga=g求出求出B.B.實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,再放開(kāi)小車(chē)再放開(kāi)小車(chē)C.C.每改變一次小車(chē)的質(zhì)量每改變一次小車(chē)的質(zhì)量,都需要改變墊入的小木塊的厚度都需要改變墊入的小木塊的厚度D.D.先保持小車(chē)質(zhì)量不變先保持小車(chē)質(zhì)量不變,研究加速度與力的關(guān)系研究加速度與力的關(guān)系;再保持小車(chē)受力不變?cè)俦３中≤?chē)受力不變,研究加研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系速度與質(zhì)量的關(guān)系,最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

6、解解析析:(3)(3)本本實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)是是“探探究究加加速速度度和和力力、質(zhì)質(zhì)量量的的關(guān)關(guān)系系”,所所以以不不能能把把牛牛頓頓第第二二定定律律當(dāng)當(dāng)成成已已知知的的公公式式來(lái)來(lái)使使用用,故故A A錯(cuò)錯(cuò)誤誤;使使用用打打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)器器時(shí)時(shí),應(yīng)應(yīng)該該先先接接通通電電源源,后后釋釋放放紙紙帶帶,故故B B正正確確;平平衡衡摩摩擦擦力力后后有有=tan=tan,小小車(chē)車(chē)質(zhì)質(zhì)量量改改變變時(shí)時(shí),總總滿(mǎn)滿(mǎn)足足mgsinmgsin =mgcosmgcos ,與與小小車(chē)車(chē)質(zhì)質(zhì)量量無(wú)無(wú)關(guān)關(guān),所所以以不不用用再再次次平平衡衡摩摩擦擦力力,故故C C錯(cuò)錯(cuò)誤誤;本實(shí)驗(yàn)采用控制變量法本實(shí)驗(yàn)采用控制變量法,故故D D正確正確.

7、答案答案:(3)BD 3)BD 答案答案:(4)1.18 4)1.18(4)(4)如圖如圖(甲甲)為某次實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶為某次實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶,紙帶上每四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)記為一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)紙帶上每四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)記為一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),按時(shí)間順序按時(shí)間順序,取取0,1,2,3,4,5,60,1,2,3,4,5,6七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),用刻度尺量出用刻度尺量出1,2,3,4,5,61,2,3,4,5,6點(diǎn)到點(diǎn)到0 0點(diǎn)的點(diǎn)的距離距離(單位單位:cm),:cm),分別標(biāo)注在相應(yīng)的計(jì)數(shù)點(diǎn)的下方分別標(biāo)注在相應(yīng)的計(jì)數(shù)點(diǎn)的下方,則小車(chē)的加速度則小車(chē)的加速度a=a=m/sm/s2 2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

8、).解析解析:(5)(5)縱截距不為零縱截距不為零,即使小車(chē)質(zhì)量即使小車(chē)質(zhì)量M M非常大時(shí)非常大時(shí),小車(chē)仍有加速度小車(chē)仍有加速度,說(shuō)明小車(chē)說(shuō)明小車(chē)不受拉力作用時(shí)也具有加速度不受拉力作用時(shí)也具有加速度,因此可以斷定平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大因此可以斷定平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大.答案答案:(5)(5)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大長(zhǎng)木板傾角過(guò)大(5)(5)在滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)條件下在滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)條件下,某同學(xué)得到了如圖某同學(xué)得到了如圖(乙乙)的圖線(xiàn)的圖線(xiàn)(M(M為小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量為小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量),),圖線(xiàn)在縱軸上截距不為零的原因是圖線(xiàn)在縱軸上截距不為零的原因是 .方法技巧方法技巧 實(shí)驗(yàn)中的注意點(diǎn)實(shí)驗(yàn)中的注意點(diǎn)(1)(

9、1)改變木塊質(zhì)量時(shí)改變木塊質(zhì)量時(shí),不需要重新平衡摩擦力不需要重新平衡摩擦力.(2)(2)平衡木塊摩擦力后平衡木塊摩擦力后,細(xì)繩的拉力即為木塊的合外力細(xì)繩的拉力即為木塊的合外力.題組沖關(guān)題組沖關(guān)1.(1.(20182018安徽合肥質(zhì)檢安徽合肥質(zhì)檢)某實(shí)驗(yàn)小組在做某實(shí)驗(yàn)小組在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)中,(1)(1)在閉合開(kāi)關(guān)之前在閉合開(kāi)關(guān)之前,甲同學(xué)將實(shí)驗(yàn)器材組裝成圖甲同學(xué)將實(shí)驗(yàn)器材組裝成圖(甲甲)所示所示.請(qǐng)指出該裝置中的錯(cuò)請(qǐng)指出該裝置中的錯(cuò)誤或不妥之處誤或不妥之處(只要答出其中的兩點(diǎn)即可只要答出其中的兩點(diǎn)即可):):.解解析析:(1)(1)打打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)

10、計(jì)時(shí)時(shí)器器應(yīng)應(yīng)該該用用交交流流電電源源(圖圖中中干干電電池池為為直直流流電電源源););本本實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)應(yīng)應(yīng)該該將將木木板板的的右右端端墊墊高高,平平衡衡摩摩擦擦力力;小小車(chē)車(chē)離離定定滑滑輪輪太太近近(離離打打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)器器較較遠(yuǎn)遠(yuǎn)),),小小車(chē)車(chē)應(yīng)應(yīng)靠靠近近打打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)器器且且打打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)器器應(yīng)應(yīng)距距左左端端較較遠(yuǎn)遠(yuǎn),這這樣樣便便于于小小車(chē)車(chē)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)較較長(zhǎng)長(zhǎng)的的時(shí)間時(shí)間,從而能獲取較多數(shù)據(jù)從而能獲取較多數(shù)據(jù),準(zhǔn)確測(cè)量小車(chē)的加速度準(zhǔn)確測(cè)量小車(chē)的加速度,減小誤差減小誤差.答答案案:(1)(1)用用的的是是直直流流電電源源;木木板板的的右右端端沒(méi)沒(méi)有有墊墊高高;小小車(chē)車(chē)離離打打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)器

11、器太太遠(yuǎn)遠(yuǎn)(只只要要答出其中的兩點(diǎn)即可答出其中的兩點(diǎn)即可)(2)(2)乙同學(xué)將上述裝置調(diào)整正確后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)乙同學(xué)將上述裝置調(diào)整正確后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)中得到如圖在實(shí)驗(yàn)中得到如圖(乙乙)所示的一條所示的一條紙帶紙帶,圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出,由圖中的數(shù)據(jù)可算得小車(chē)加由圖中的數(shù)據(jù)可算得小車(chē)加速度為速度為m/sm/s2 2.(.(保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字)答案答案:(2)0.49 2)0.49(3)(3)丙丙同同學(xué)學(xué)在在利利用用上上述述調(diào)調(diào)整整好好的的裝裝置置進(jìn)進(jìn)行行實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中中,保保持持沙沙和和沙沙桶桶的的總總質(zhì)質(zhì)量量不不變變,小小車(chē)車(chē)自自身

12、身的的質(zhì)質(zhì)量量為為M M且且保保持持不不變變,改改變變小小車(chē)車(chē)中中砝砝碼碼的的質(zhì)質(zhì)量量m,m,并并測(cè)測(cè)出出小小車(chē)車(chē)中中放放不不同同質(zhì)質(zhì)量量砝砝碼碼時(shí)時(shí)所所對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)的的加加速速度度a,a,以以m m為為橫橫坐坐標(biāo)標(biāo),為為縱縱坐坐標(biāo)標(biāo),在在坐坐標(biāo)標(biāo)紙紙上上作作出出如如圖圖(丙丙)所所示示的的 -m-m關(guān)關(guān)系系圖圖線(xiàn)線(xiàn),圖圖中中縱縱軸軸上上的的截截距距為為b,b,則則小小車(chē)車(chē)受受到到的的拉力大小為拉力大小為.2.2.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度與物體所受合力及質(zhì)量間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)?zāi)惩瑢W(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度與物體所受合力及質(zhì)量間關(guān)系的實(shí)驗(yàn),圖圖(甲甲)為為實(shí)驗(yàn)裝置圖實(shí)驗(yàn)裝置圖,A,A為小車(chē)為小車(chē),B,B為打

13、點(diǎn)計(jì)時(shí)器為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,C,C為裝有沙的沙桶為裝有沙的沙桶,D,D為一端帶有定滑輪的為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板長(zhǎng)方形木板.實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力F F等于沙和沙桶的總重力等于沙和沙桶的總重力,小車(chē)運(yùn)動(dòng)的小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度加速度a a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)求得可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)求得.(1)1)圖圖(乙乙)為為某某次次實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)得得到到的的紙紙帶帶,紙紙帶帶上上兩兩相相鄰鄰計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)的的時(shí)時(shí)間間間間隔隔為為0.10 0.10 s,s,由由圖圖中中數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)求求出出小小車(chē)車(chē)加加速速度度值值為為 m/sm/s2 2(計(jì)計(jì)算算結(jié)結(jié)果果保保留留兩兩位位有有效效

14、數(shù)字?jǐn)?shù)字).).答案答案:(1)0.64 1)0.64(2)(2)保保持持沙沙和和沙沙桶桶的的質(zhì)質(zhì)量量不不變變,改改變變小小車(chē)車(chē)質(zhì)質(zhì)量量m,m,分分別別得得到到小小車(chē)車(chē)加加速速度度a a與與質(zhì)質(zhì)量量m m及及對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)的的 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)如如表表中中所所示示,根根據(jù)據(jù)表表中中數(shù)數(shù)據(jù)據(jù),為為直直觀(guān)觀(guān)反反映映F F不不變變時(shí)時(shí),a,a與與m m的的關(guān)關(guān)系系,請(qǐng)?jiān)趫D請(qǐng)?jiān)趫D(丙丙)中選中恰當(dāng)?shù)奈锢砹亢蜆?biāo)度建立坐標(biāo)系中選中恰當(dāng)?shù)奈锢砹亢蜆?biāo)度建立坐標(biāo)系,并作出圖線(xiàn)并作出圖線(xiàn).次數(shù)次數(shù)次數(shù)次數(shù)1 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 45 5 5 56 6 6 67 7 7 78 8 8 8小小小小車(chē)車(chē)

15、車(chē)車(chē)加加加加速度速度速度速度a/(ma/(ma/(ma/(ms s s s-2-2-2-2)1.91.91.91.90 0 0 01.71.71.71.72 2 2 21.41.41.41.49 9 9 91.21.21.21.25 5 5 51.01.01.01.00 0 0 00.70.70.70.75 5 5 50.50.50.50.50 0 0 00.30.30.30.30 0 0 0小小小小車(chē)質(zhì)車(chē)質(zhì)車(chē)質(zhì)車(chē)質(zhì)量量量量m/kgm/kgm/kgm/kg0.20.20.20.25 5 5 50.20.20.20.29 9 9 90.30.30.30.33 3 3 30.40.40.40.40

16、 0 0 00.50.50.50.50 0 0 00.70.70.70.71 1 1 11.01.01.01.00 0 0 01.61.61.61.67 7 7 7/kg/kg/kg/kg-1-1-1-14.04.04.04.00 0 0 03.53.53.53.50 0 0 03.03.03.03.00 0 0 02.52.52.52.52.02.02.02.00 0 0 01.41.41.41.40 0 0 01.01.01.01.00 0 0 00.60.60.60.60 0 0 0答案答案:(2)(2)如圖所示如圖所示(3)(3)從圖線(xiàn)中得到從圖線(xiàn)中得到F F不變時(shí)小車(chē)加速度不變時(shí)小車(chē)

17、加速度a a與質(zhì)量與質(zhì)量m m間的定量關(guān)系是間的定量關(guān)系是 .(4)(4)保保持持小小車(chē)車(chē)質(zhì)質(zhì)量量不不變變,改改變變沙沙和和沙沙桶桶質(zhì)質(zhì)量量,該該同同學(xué)學(xué)根根據(jù)據(jù)實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)作作出出了了加加速速度度與與合合力力F F圖圖線(xiàn)線(xiàn)如如圖圖(丁丁)所所示示,該該圖圖線(xiàn)線(xiàn)不不通通過(guò)過(guò)原原點(diǎn)點(diǎn),明明顯顯超超出出偶偶然然誤誤差差范范圍圍,其其主主要要原原因是因是 .解解析析:(4)(4)圖圖線(xiàn)線(xiàn)不不通通過(guò)過(guò)坐坐標(biāo)標(biāo)原原點(diǎn)點(diǎn),F,F不不為為零零時(shí)時(shí),加加速速度度仍仍為為零零,可可知知實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)前前沒(méi)沒(méi)有有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.答案答案:(4)4)沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

18、沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 探究點(diǎn)二創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)探究點(diǎn)二創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)【典典例例2 2】(20142014全全國(guó)國(guó)卷卷,22,22)某某同同學(xué)學(xué)利利用用圖圖(a)(a)所所示示實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝裝置置及及數(shù)數(shù)字字化化信信息息系系統(tǒng)統(tǒng)獲獲得得了了小小車(chē)車(chē)加加速速度度a a與與鉤鉤碼碼的的質(zhì)質(zhì)量量m m的的對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)關(guān)關(guān)系系圖圖,如如圖圖(b)(b)所所示示,實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中中小小車(chē)車(chē)(含含發(fā)發(fā)射射器器)的的質(zhì)質(zhì)量量為為200 200 g,g,實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)時(shí)時(shí)選選擇擇了了不不可可伸伸長(zhǎng)長(zhǎng)的的輕輕質(zhì)質(zhì)細(xì)細(xì)繩繩和和輕輕定定滑滑輪輪,小車(chē)的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得到小車(chē)的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得到

19、,回答下列問(wèn)題回答下列問(wèn)題:高考創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)例析高考創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)例析(1)(1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果,小車(chē)的加速度與鉤碼的質(zhì)量成小車(chē)的加速度與鉤碼的質(zhì)量成(填填“線(xiàn)性線(xiàn)性”或或“非線(xiàn)性非線(xiàn)性”)關(guān)系關(guān)系.(2)(2)由圖由圖(b)(b)可知可知,a-m,a-m圖線(xiàn)不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)圖線(xiàn)不經(jīng)過(guò)原點(diǎn),可能的原因是可能的原因是 .解解析析:(1)(1)根根據(jù)據(jù)圖圖中中描描出出的的各各點(diǎn)點(diǎn),作作出出的的圖圖像像不不是是一一條條直直線(xiàn)線(xiàn).(2).(2)圖圖像像不不過(guò)過(guò)原原點(diǎn)點(diǎn),有拉力但沒(méi)有加速度有拉力但沒(méi)有加速度,原因是摩擦力的影響原因是摩擦力的影響.答案答案:(1)(1)非線(xiàn)性非線(xiàn)性(2)(2)實(shí)驗(yàn)之前沒(méi)

20、有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠?qū)嶒?yàn)之前沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠(3)(3)若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“在小車(chē)質(zhì)量不變的情況下在小車(chē)質(zhì)量不變的情況下,小車(chē)的加速度與作小車(chē)的加速度與作用力成正比用力成正比”的結(jié)論的結(jié)論,并直接以鉤碼所受重力并直接以鉤碼所受重力mgmg作為小車(chē)受到的合外力作為小車(chē)受到的合外力,則實(shí)則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是,鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足的條件是鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足的條件是.解析解析:(3)(3)完全平衡摩擦力之后完全平衡摩擦力之后,在滿(mǎn)足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量的條件下在滿(mǎn)足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量的條件下,可以得出小車(chē)質(zhì)量不變情況下加速度與

21、作用力成正比的結(jié)論可以得出小車(chē)質(zhì)量不變情況下加速度與作用力成正比的結(jié)論.答案答案:(3)3)實(shí)驗(yàn)之前做好平衡摩擦力工作遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量實(shí)驗(yàn)之前做好平衡摩擦力工作遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量 【創(chuàng)新創(chuàng)新/改進(jìn)點(diǎn)分析改進(jìn)點(diǎn)分析】1.1.實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn):小車(chē)的加速度由位移傳感器與計(jì)算機(jī)自動(dòng)得出小車(chē)的加速度由位移傳感器與計(jì)算機(jī)自動(dòng)得出.2.2.數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新:坐標(biāo)系的橫坐標(biāo)為鉤碼的質(zhì)量坐標(biāo)系的橫坐標(biāo)為鉤碼的質(zhì)量.3.3.設(shè)問(wèn)方式的創(chuàng)新設(shè)問(wèn)方式的創(chuàng)新:利用實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的分布特征確定利用實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的分布特征確定a-ma-m的圖線(xiàn)的形狀特征的圖線(xiàn)的形狀特征.模擬創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)沖關(guān)模擬創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)沖關(guān)1.(1.(20

22、182018福福建建龍龍巖巖四四校校聯(lián)聯(lián)考考)甲甲、乙乙、丙丙三三個(gè)個(gè)實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)小小組組分分別別采采用用如如圖圖(甲甲)、(乙乙)、(丙丙)所所示示的的實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝裝置置,驗(yàn)驗(yàn)證證“當(dāng)當(dāng)質(zhì)質(zhì)量量一一定定時(shí)時(shí),物物體體運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的的加加速速度度與與它它所所受受的的合合力力成成正正比比”這這一一物物理理規(guī)規(guī)律律.已已知知他他們們使使用用的的小小車(chē)車(chē)完完全全相相同同,小小車(chē)車(chē)的的質(zhì)質(zhì)量量為為M,M,重物的質(zhì)量為重物的質(zhì)量為m,m,試回答下列問(wèn)題試回答下列問(wèn)題.(1)(1)甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)中甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)中,必須平衡小車(chē)和長(zhǎng)木板之間的摩擦力的實(shí)驗(yàn)小組是必須平衡小車(chē)和長(zhǎng)木板之間的摩擦力的實(shí)驗(yàn)小組是.解析

23、解析:(1)(1)三組實(shí)驗(yàn)中小車(chē)與長(zhǎng)木板之間都有摩擦力三組實(shí)驗(yàn)中小車(chē)與長(zhǎng)木板之間都有摩擦力,所以都需要平衡摩擦力所以都需要平衡摩擦力.答案答案:(1)(1)甲、乙、丙甲、乙、丙 (2)(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí),必須滿(mǎn)足必須滿(mǎn)足“M M遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于m m”的實(shí)驗(yàn)小組是的實(shí)驗(yàn)小組是.(3)(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí),甲、乙、丙三組同學(xué)的操作均完全正確甲、乙、丙三組同學(xué)的操作均完全正確,他們作出的他們作出的a-Fa-F圖線(xiàn)如圖圖線(xiàn)如圖(丁丁)中中A,B,CA,B,C所示所示,則甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的圖線(xiàn)依次是則甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的圖線(xiàn)依次是.解解析析:(2)(2)乙乙、丙丙兩兩組組繩繩上上的的力力由由彈彈簧

24、簧測(cè)測(cè)力力計(jì)計(jì)和和力力傳傳感感器器讀讀出出,所所以以不不需需滿(mǎn)滿(mǎn)足足M Mm m.甲組用重物的重力代替繩的拉力甲組用重物的重力代替繩的拉力,必須滿(mǎn)足必須滿(mǎn)足M Mm m.(3)(3)甲甲組組用用重重物物的的重重力力代代替替繩繩子子的的拉拉力力,需需滿(mǎn)滿(mǎn)足足M Mm m,隨隨著著m m的的增增大大,不不滿(mǎn)滿(mǎn)足足M Mm m時(shí)時(shí),圖圖像像出出現(xiàn)現(xiàn)彎彎曲曲,即即甲甲組組對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)C;C;根根據(jù)據(jù)拉拉力力相相等等時(shí)時(shí),a,a乙乙aa丙丙來(lái)來(lái)判判斷斷乙乙組組對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)A,A,丙組對(duì)應(yīng)丙組對(duì)應(yīng)B.B.答案答案:(2)(2)甲甲(3)CAB(3)CAB 答案答案:(4)0.16(4)0.160.360.36(4

25、)(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí),乙組同學(xué)得到的一條紙帶如圖乙組同學(xué)得到的一條紙帶如圖(戊戊)所示所示,從比較清晰的點(diǎn)起從比較清晰的點(diǎn)起,每每5 5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz,50 Hz,根據(jù)所標(biāo)的測(cè)量數(shù)根據(jù)所標(biāo)的測(cè)量數(shù)據(jù)可算得據(jù)可算得:小車(chē)的加速度為小車(chē)的加速度為m/sm/s2 2,打下打下“2”2”點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度為點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度為m/sm/s.【創(chuàng)新創(chuàng)新/改進(jìn)點(diǎn)分析改進(jìn)點(diǎn)分析】1.1.實(shí)驗(yàn)方案的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案的創(chuàng)新:乙實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)繩的拉力乙實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)繩的拉力,在小車(chē)上裝滑輪在小車(chē)上裝滑輪,這樣直觀(guān)得出小車(chē)的合力這

26、樣直觀(guān)得出小車(chē)的合力;丙實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用力傳感器直接得小車(chē)的合力丙實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用力傳感器直接得小車(chē)的合力.2.2.設(shè)問(wèn)方式的創(chuàng)新設(shè)問(wèn)方式的創(chuàng)新:三種實(shí)驗(yàn)方案對(duì)比三種實(shí)驗(yàn)方案對(duì)比,確定它們對(duì)應(yīng)的確定它們對(duì)應(yīng)的a-Fa-F圖線(xiàn)圖線(xiàn).2.(2.(20182018東北三省四市聯(lián)考東北三省四市聯(lián)考)某同學(xué)利用如圖某同學(xué)利用如圖(甲甲)所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與力的關(guān)系度與力的關(guān)系.該同學(xué)在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門(mén)該同學(xué)在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門(mén)B,B,滑塊上固定一遮光條滑塊上固定一遮光條,滑塊用細(xì)線(xiàn)繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連滑塊用細(xì)線(xiàn)繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連,傳

27、感器下方懸掛鉤碼傳感器下方懸掛鉤碼,每次滑塊都從每次滑塊都從A A處由靜止釋放處由靜止釋放.(1)(1)該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d,d,如圖如圖(乙乙)所示所示,則則d=d=cm.cm.解析解析:(1)(1)由圖知第由圖知第1515條刻度線(xiàn)與主尺對(duì)齊條刻度線(xiàn)與主尺對(duì)齊,d=1 mm+150.05 mm=1.75 mm,d=1 mm+150.05 mm=1.75 mm=0.175 cm.=0.175 cm.答案答案:(1)0.175 1)0.175(2)(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí),將滑塊從將滑塊從A A位置由靜止釋放位置由靜止釋放,由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)

28、由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)B B的時(shí)間的時(shí)間t,t,若要得到滑塊的加速度若要得到滑塊的加速度,還需要測(cè)量的物理量是還需要測(cè)量的物理量是 .(寫(xiě)出文字和相應(yīng)字母寫(xiě)出文字和相應(yīng)字母)解析解析:(2)(2)滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)的滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度平均速度,若要求得滑塊的加速度若要求得滑塊的加速度,還需要測(cè)量還需要測(cè)量A A位置到光電門(mén)的距離位置到光電門(mén)的距離L.L.答案答案:(2)A2)A位置到光電門(mén)的距離位置到光電門(mén)的距離L L 解解析析:(3)(3)應(yīng)應(yīng)將將氣氣墊墊導(dǎo)導(dǎo)軌軌調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)水水平平,保保持持細(xì)細(xì)線(xiàn)線(xiàn)與與

29、導(dǎo)導(dǎo)軌軌平平面面平平行行,使使拉拉力力等等于于滑滑塊塊所所受受合合力力,故故A,BA,B正正確確;應(yīng)應(yīng)使使A A位位置置與與光光電電門(mén)門(mén)間間的的距距離離適適當(dāng)當(dāng)大大些些,有有利利于于減減小小誤誤差差,故故D D正正確確;拉拉力力是是直直接接通通過(guò)過(guò)傳傳感感器器測(cè)測(cè)量量的的,故故與與滑滑塊塊質(zhì)質(zhì)量量和和鉤鉤碼碼及及力力傳感器總質(zhì)量大小關(guān)系無(wú)關(guān)傳感器總質(zhì)量大小關(guān)系無(wú)關(guān),選項(xiàng)選項(xiàng)C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤.答案答案:(3)C3)C(3)(3)下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是.A.A.應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平B.B.應(yīng)使細(xì)線(xiàn)與氣墊導(dǎo)軌平行應(yīng)使細(xì)線(xiàn)與氣墊導(dǎo)軌平行C.C.應(yīng)使滑塊質(zhì)

30、量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量D.D.應(yīng)使應(yīng)使A A位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些【創(chuàng)新創(chuàng)新/改進(jìn)點(diǎn)分析改進(jìn)點(diǎn)分析】1.1.實(shí)驗(yàn)方案的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案的創(chuàng)新:滑塊在水平氣墊導(dǎo)軌上加速運(yùn)動(dòng)滑塊在水平氣墊導(dǎo)軌上加速運(yùn)動(dòng),利用光電門(mén)測(cè)速度利用光電門(mén)測(cè)速度,力傳感器直接得到滑塊受到的合力力傳感器直接得到滑塊受到的合力.2.2.數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新:利用測(cè)得的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)量利用測(cè)得的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)量,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v v2 2=2ax=2ax求加速求加速度度;再結(jié)合牛頓第二定律推導(dǎo)函數(shù)關(guān)系再結(jié)合牛頓第二定律推導(dǎo)函數(shù)關(guān)系,從而確定對(duì)應(yīng)的圖像從而確定對(duì)應(yīng)的圖像.