江苏省徐州市王杰中学2022届高考物理 《实验探究物体加速度》(1)导学案 新人教版选修3-2

江苏省徐州市王杰中学2022届高考物理《实验探究物体加速度》(1)导学案新人教版选修3-2例题1、(2022镇江1检第10题)某同学用图示实验装置探究系统质量一定时系统的加速度与合外力的关系。小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子，该装置已经平衡摩擦力．将沙桶和沙桶内沙子的总质量记为m，将小车、盒子及盒内沙子的总质量记为M，且实验中保持m、M之和不变。(1)该同学从盒子中取出一些沙子，放入沙桶中，将沙桶和沙桶内沙子总重力视为系统所受合外力F，此时系统的加速度a由纸带计算得到。改变F的大小，测得多组(a，F)，画出a—F图象。①该图象斜率的物理意义是。②你认为该实验中是否需要满足“M>>m”这一条件?(填“是”或“否”)。(2)下图是某次实验中得到的一条纸带，其中O、A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T则小车的加速度a=。(3)用该实验还可以探究系统合外力所做的功与系统动能变化闯的关系，请根据上题纸带，写出从A点到E点的过程中，系统合外力做功为，系统动能变化量为(用m、M和纸带中各数据表示)。例题2、如图所示为探究物体运动加速度与物体质量、物体受力关系的实验装置，沙和沙桶质量用m表示，小车和车上所加砝码总质量用M表示，小车运动加速度用a表示。(1)实验过程中需要适当抬起长木板的一端以平衡小车所受到的摩擦力，该步骤中木板被抬起的角度与小车质量(填“有关”或“无关”)。(2)在探究加速度与小车质量关系过程中，应该保持不变，通过增减小车中砝码改变小车质量M．实验测出几组a、M数据，下列图线能直观合理且正确反映a一M关系的是。例题3、如图甲所示是某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第4页共4页\n，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，每次滑块都从A处由静止释放。(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，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是。(3)下列不必要的一项实验要求是。（请填写选项前对应的字母）A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B．应使A位置与光电门间的距离适当大些C．应将气垫导轨调节水平D．应使细线与气垫导轨平行(4)改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点出线性图象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出图象。(填“”、“”或“”)例4、用右图所示的实验装置来进行“探究加速度与力的关系”研究，细线跨过定滑轮连接小车和重物，小车在细线的拉力作用下自左向右运动．将光电门1、2分别固定在木板上B、C两点，用它们可以准确地记录遮光窄条通过光电门的时间。(1)未悬挂重物时，利用现有条件怎样操作并判定小车与木板间的摩擦力已经得到平衡?(2)撤去光电门1，保持小车质量M不变，不断改变重物的质量m，每次让小车都从同一位置A点由静止释放，得到小车遮光窄条通过光电门2的时间t；记录数据。利用所测量数据描点作图，横轴用重物质量m表示，若要得到一条过坐标原点的倾斜直线，则纵轴应用(填“t”“t-1”“t2”或“t-2”)表示，若得到的确为一直线，则由图线可得出结论。(3)在操作正确的前提下，实验中测得多组数据，并按照第(2)问中的坐标系描点作图，发现图线在末端发生弯曲，则此结果对应于右图中的图(填“甲”或“乙”)。第4页共4页\n例题5、图甲为用速度传感器和拉力传感器验证“质量一定时加速度与物体所受合外力成正比”的实验装置示意图。实验主要步骤如下：①在长木板上A、B两点各安装一个速度传感器，读出A、B两点的距离L；②将拉力传感器固定在小车的左端；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；③接通电源，将小车自C点释放，小车在细线拉动下运动．记录细线拉力F的大小以及小车经过A、B时的速率vA、vB；④由运动学公式计算出小车的加速度a，并将测得的拉力和加速度填入实验数据表；⑤改变所挂钩码的数量，重复③、④的操作。实验数据表如下：(1)由表中数据，在图乙坐标纸上作出a—F实验图线(图中已画出的为理论图线)。(2)实验图线与理论图线存在偏差的主要原因是。(3)下列不必要的实验要求是。(请填写选项前对应的字母)A．要保持小车(含拉力传感器)的质量M不变B．要保证小车(含拉力传感器)的质量M远大于所挂钩码的质量mC．两速度传感器间的距离要适当大些D．要保持拉线方向与木板平面平行第4页共4页\n第4页共4页