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专题《高三物理第一轮复习电学总复习》课件(新人教)(1).ppt

专题《高三物理第一轮复习电学总复习》课件(新人教)(1)

高江辉
2019-04-04 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《专题《高三物理第一轮复习电学总复习》课件(新人教)(1)ppt》,可适用于人文社科领域

实验三加速度与物体质量、物体受力的关系一、实验目的.学会用控制变量法研究物理规律。.探究加速度与力、质量的关系。.掌握利用图像处理数据的方法。二、实验器材小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、、打点计时器、低压交流电源、导线、纸带、、米尺。垫木天平突破点(一) 实验原理与操作例 某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。()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实验操作步骤平衡木块的滑动摩擦力时砝码桶不能拴在木块上。改变木块质量时不需要重新平衡摩擦力。实验过程中应先接通电源再放开木块。AD()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。(选填ldquo远大于rdquoldquo远小于rdquo或ldquo近似等于rdquo)实验原理的理解()平衡木块摩擦力后细绳的拉力即为木块的合外力。()只有满足砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量时细绳的拉力才近似等于砝码桶及桶内砝码的总重力。远小于()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mu甲、mu乙由图可知m甲m乙mu甲mu乙。(选填ldquo大于rdquoldquo小于rdquo或ldquo等于rdquo)利用图像分析实验结果()因没有平衡摩擦力ashyF图线为不过原点的倾斜直线。()利用ashyF图线的斜率、截距的意义比较m、mu的大小。小于大于*集训冲关.(middot苏州一模)在探究ldquo加速度与力和质量的关系rdquo实验时某老师对传统实验进行了改进其实验操作如下:①如图所示先将砂和砂桶通过滑轮悬挂于小车一端调节平板的倾角theta使小车沿斜面向下做匀速直线运动测出砂和砂桶的总质量m②保持平板倾角theta不变去掉砂和砂桶小车即在平板上沿斜面向下做匀加速直线运动通过纸带测量其加速度a③保持小车质量M不变多次改变砂和砂桶的总质量m每次重复①②两步操作得到小车加速度与合力的关系④多次改变小车的质量进行适当的操作得到小车加速度和质量的关系。()在上述实验操作过程中以下说法正确的是A.可以用电池盒给打点计时器供电B.应在小车开始运动后再接通打点计时器的电源C.要保持细绳与平板平行D.应让小车从靠近定滑轮处开始运动()在操作①中若打了一条如图所示的纸带已知纸带左端为连接小车处则应将平板的倾角适当(选填ldquo增大rdquo或ldquo减小rdquo)些()在操作②中小车所受的合力大小等于(用题中所给定的字母以及重力加速度g表示)()在本实验中(选填ldquo需要rdquo或ldquo不需要rdquo)满足砂和砂桶的质量远小于小车的总质量在操作④中每次改变小车质量后(选填ldquo需要rdquo或ldquo不需要rdquo)重新调节平板的倾角。解析:()打点计时器使用交流电源故A错误。实验时应先接通电源再释放小车故B错误。实验时应保持细绳与平板平行故C正确。要让小车从靠近定滑轮处开始运动故D正确。()在操作①中若打了一条如题图所示的纸带可知小车做加速运动则木板的倾角过大应将木板的倾角适当减小。()开始小车沿斜面向下做匀速直线运动有:Mgsintheta=f+mg解得mg=Mgsintheta-f撤去砂和砂桶小车所受的合力F合=Mgsintheta-f=mg。()由于小车所受的合力等于悬挂的砂和砂桶的重力则不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的总质量。改变小车的质量需要重新调节平板的倾角。答案:()CD ()减小 ()mg ()不需要 需要.(middot苏州调研)在ldquo探究加速度与小车质量关系rdquo实验中实验小组采用如图所示的装置。M表示小车及砝码的总质量m表示砂桶及砂的总质量。()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砂桶和砂的重力mg应控制的实验条件是。次数小车及砝码的总质量Mg加速度ammiddots-eqf(,M)kg-()在控制砂桶和砂的质量一定的情况下该实验小组测得的实验数据如上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线根据图线判断实验产生误差的最主要原因是:。解析:()小车运动时受到重力、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的下滑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砂桶和砂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加速度减小所以砂桶和砂的质量应该远小于小车的质量即m≪M。()根据描点作图法可得:砂和小桶的总质量没有远小于小车的质量小车受到的拉力明显小于砂桶和砂的重力ashyF图像发生弯曲不再是直线。答案:()平衡摩擦力 M≫m ()图见解析 小车质量变小时不能满足小车质量远大于砂和砂桶的总质量突破点(二) 数据处理与误差分析例 某次ldquo探究加速度a跟物体所受合力F和质量m的关系rdquo实验过程是:()图甲所示为实验装置图。图乙为某次实验得到的一段纸带计数点A、B、C、D、E间的时间间隔为s根据纸带可求出小车的加速度大小为ms(结果保留两位有效数字)。利用纸带求解小车的加速度()逐差法求纸带加速度的公式a=eqf(x+x-x+x,T)。()注意对计算结果的有效数字位数要求。()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)利用图像分析a、F间的关系及误差分析()保持小车质量不变时ashyF图像应为一条过原点的直线。()ashyF图像不过原点可能是平衡小车摩擦力时没有达到实验要求所致。()保持砂和砂桶质量不变改变小车中砝码质量进行多次测量得到小车加速度a、质量m及其对应的eqf(,m)的数据如表中所示:实验次数小车加速度a(mmiddots-)小车和砝码质量mkgeqf(,m)kg-利用图像分析a、m间的关系()小车合力不变时a、m之间成反比关系。()利用化曲为直的思想作出ashyeqf(,m)关系图线若得到过原点的倾斜直线则小车合外力一定时a、m之间成反比关系。a.请在坐标纸中画出ashyeqf(,m)图线:b.根据作出的ashyeqf(,m)图线可以得到的结论是:。答案 a如图所示图线为过原点的直线表明在合外力一定时加速度跟质量成反比集训冲关.(middot镇江模拟)某实验小组应用如图甲所示装置ldquo探究加速度与物体受力的关系rdquo已知小车的质量为M单个钩码质量为m打点计时器所接的交流电的频率为Hz动滑轮轻质。实验步骤如下:A.按图所示安装好实验装置其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直B.调节长木板的倾角轻推小车后使小车能沿长木板向下匀速运动C.挂上钩码接通电源后再放开小车打出一条纸带由纸带求出小车的加速度D.改变钩码的数量重复步骤C求得小车在不同合力作用下的加速度。根据以上实验过程回答以下问题:()对于上述实验下列说法正确的是。A.钩码的质量应远小于小车的质量B.实验过程中钩码处于超重状态C.与小车相连的轻绳与长木板一定要平行D.弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半()实验中打出的其中一条纸带如图乙所示由该纸带可求得小车的加速度a=ms(结果保留两位有效数字)若交流电的实际频率大于Hz则上述计算结果与实际值相比。(填ldquo偏大rdquoldquo偏小rdquo或ldquo相同rdquo)()由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像与本实验相符合的是。解析:()由题图可知实验装置里有弹簧测力计绳子的拉力可以通过弹簧测力计读出不需要钩码的质量远小于小车的质量故A错误实验过程中钩码向下加速运动处于失重状态故B错误与小车相连的轻绳与长木板一定要平行保证拉力沿着木板方向故C正确实验过程中钩码向下加速运动处于失重状态故弹簧测力计的读数小于钩码重力的一半故D错误。()设相邻两个计数点之间的位移分别为x、x、x、x相邻两个计数点之间的时间间隔T=timess=s由Deltax=aT结合作差法得a=eqf(x+x-x-x,T)=eqf(+--,)ms=ms如果所用交流电的频率高于Hz那么实际打点周期变小根据运动学公式得计算结果与实际值相比是偏小。()由题意可知小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成正比即为过原点的一条倾斜直线故A符合。答案:()C () 偏小 ()A.ldquo用DIS研究加速度与力的关系rdquo的实验装置如图甲所示实验中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力F。通过增加钩码的数量多次测量可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验得到了两条ashyF图线如图乙所示。()图线(选填ldquo①rdquo或ldquo②rdquo)是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的。()在轨道水平时小车运动的阻力Ff=N。()图乙中拉力F较大时ashyF图线明显弯曲产生误差。为避免此误差可采取的措施是。A.调整轨道的倾角在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动B.在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码使钩码的总质量始终远小于小车的总质量C.将无线力传感器捆绑在小车上再将细线连在力传感器上用力传感器读数代替钩码的重力D.更换实验中使用的钩码规格采用质量较小的钩码进行上述实验解析:()在水平轨道上由于受到摩擦力拉力不为零时加速度仍然为零可知图线②是在轨道水平的情况下得到的。当轨道的右侧抬高过高时(平衡摩擦力过度)拉力等于时会出现加速度所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的。()根据牛顿第二定律得F-Ff=maa=eqf(F,m)-eqf(Ff,m)图线的斜率表示质量的倒数因为F=N时加速度为零解得Ff=N。()由于开始段ashyF图线为一倾斜的直线所以在质量不变的条件下加速度与外力成正比由实验原理:mg=Ma得a=eqf(mg,M)=eqf(F,M)而实际上aprime=eqf(mg,M+m)可见ashyF图线末端明显偏离直线是由于没有满足M≫m造成的。所以更换实验中使用的钩码规格、采用质量较小的钩码进行上述实验可以减小弯曲的程度而将无线力传感器捆绑在小车上再将细线连在力传感器上用力传感器读数代替钩码的重力可以避免出现这种情况。故最佳的答案是C选项。答案:()① () ()C突破点(三) 实验的改进与创新例 如图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。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。实验器材的创新()利用光电门测滑块上的遮光条通过光电门的时间。()利用气垫导轨代替长木板。()利用力传感器测绳中拉力大小。()该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图所示则d=mm。()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。解析 ()由题图知第条刻度线与主尺对齐d=mm+timesmm=mm。()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。根据运动学公式知若要得到滑块的加速度还需要测量的物理量是遮光条到光电门的距离L。答案 () ()遮光条到光电门的距离L ()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实验原理的创新利用力传感器测出细线拉力消除了因m≪M得不到满足带来的实验误差。解析 拉力是直接通过传感器测量的故与小车质量和钩码质量大小关系无关故A项不必要应使A位置与光电门间的距离适当大些有利于减小误差故B项必要应将气垫导轨调节水平拉力才等于合力故C项必要要保持细线方向与气垫导轨平面平行拉力才等于合力故D项必要故选A。A()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通过描点作出线性图像研究滑块的加速度与力的关系处理数据时应作出图像。f(,t)eqblc(rc)(avsalco(选填ldquotshyFrdquoldquoshyFrdquo或ldquoeqf(,t)shyFrdquo))数据处理方法的创新由v=aL得a=eqf(v,L)。.还可以从以下两个方面创新()实验目的的创新:测木块与木板间的动摩擦因数。()实验器材的创新:①利用位移传感器测物体移动位移。②利用传感器测物体的速度或加速度。解析 由题意可知该实验中保持滑块质量M不变因此有:v=aLv=eqf(d,t)a=eqf(F,M)eqf(d,t)=eqf(F,M)L所以研究滑块的加速度与力的关系为作出线性图像处理数据时应作出eqf(,t)shyF图像。eqf(,t)shyF集训冲关.某同学设计了如图甲所示的装置来研究小车的加速度与所受合力的关系。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上缓慢向小桶中加入细砂直到小车刚开始运动为止记下传感器的最大示数F。再将小车放回原处并按住继续向小桶中加入细砂记下传感器的示数F。释放小车记录小车运动时传感器的示数F。()接通频率为Hz的交流电源释放小车打出如图乙所示的纸带。从比较清晰的点起每个点取一个计数点量出相邻计数点之间的距离则小车的加速度a=ms。()同一次实验中FF(选填ldquo<rdquoldquo=rdquo或ldquo>rdquo)。()改变小桶中砂的重力多次重复实验获得多组数据描绘小车加速度a与F的关系如图丙。不计纸带与计时器间的摩擦图像中F表示的是实验中测得的。A.F  B.FC.F-FD.F-F()关于该实验下列说法中正确的是。A.小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量B.实验中需要将长木板倾斜以平衡摩擦力C.实验中需要测出小车和传感器的总质量D.用加细砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比可更方便地获取多组实验数据解析:()从比较清晰的点起每个点取一个计数点所以相邻的计数点间的时间间隔T=s根据匀变速直线运动的推论公式Deltax=aT可以求出加速度的大小a=eqf(-,)ms=ms。()对砂桶受力分析设砂桶及砂的总重力为mg木板释放前力传感器的示数为F所以F=mg设小车的重力为Mg小车在加速运动时力传感器的示数为F根据牛顿第二定律得:mg-F=ma所以F>F。()图像是过原点的一条倾斜的直线已经平衡摩擦力所以F应该表示小车受到的合力即F=F-F故D正确。()在该实验中力传感器可以直接得出力的大小不需要使小车和传感器的总质量远大于砂桶和砂的总质量故A错误实验中不需要将长木板倾斜因为已经测量了小车所受摩擦力的大小故B错误实验中不需要测出小车和传感器的总质量只需要保证小车和传感器的总质量不变故C错误用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比可更方便地获取多组实验数据故D正确。答案:() ()> ()D ()D.(middot如东检测)为了探究加速度与力、质量的关系:()小亮利用如图甲所示的实验方案探究小车质量一定时加速度与合外力之间的关系图中上下两层水平轨道细线跨过滑轮并挂上砝码盘将砝码和砝码盘的总重作为小车所受合外力大小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并同时停止。①实验前下列操作必要的是。A.选用质量不同的两辆小车B.选取砝码和砝码盘的总质量相同C.使砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量D.将轨道右端适当垫高使小车在没有细线牵引时能在轨道上匀速运动以平衡摩擦力②他测量了两小车的位移分别为x、x则两小车的加速度之比eqf(a,a)=。()小明用如图乙所示的装置进行实验:①打出的一条纸带如图丙所示计时器打点的时间间隔为s。他从比较清晰的A点起每五个打点间隔取一个计数点测量出各点到A点的距离标在纸带上各点的下方则小车运动的加速度为ms(计算结果取两位有效数字)。②实验前由于疏忽小明遗漏了平衡摩擦力这一步骤他测量得到的ashyF图像可能是丁图中的图线(选填ldquordquoldquordquo或ldquordquo)。③调整正确后他作出的ashyF图像末端明显偏离直线如果已知小车质量为M某次所挂钩码质量为m重力加速度为g则戊图中坐标a应为a应为。解析:()①实验中应使两辆小车质量相同故A错误此实验探究小车质量一定时加速度与合外力之间的关系故应使砝码和砝码盘的总质量不相同选项B错误本实验需要用砝码盘和砝码的重力代替小车所受的合外力所以需要平衡摩擦力即将轨道右端适当垫高使小车在没有细线牵引时能在轨道上匀速运动且应该满足砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量选项C、D正确。②在初速度为零的匀变速直线运动中有x=eqf(,)at因运动时间相等则位移与加速度成正比。两小车的加速度之比eqf(a,a)=eqf(x,x)。()①每五个点取一个计数点所以相邻的计数点间的时间间隔T=s根据匀变速直线运动的推论公式Deltax=aT得:a=eqf(xCE-xAC,T)=eqf(xAE-xAC,T)=eqf(-times,)times-msasympms②遗漏了平衡摩擦力这一步骤就会出现当有拉力时物体不动的情况即Fne时a=故应为图线③没有偏离直线时可以用砝码盘和砝码的总重力代替小车受到的合力根据牛顿第二定律得:a=eqf(mg,M)偏离直线后把砝码以及小车看成一个整体根据牛顿第二定律求出a=eqf(mg,M+m)。答案:()①CD ②eqf(x,x) ()① ② ③eqf(mg,M) eqf(mg,M+m)(middot吉林模拟)如图甲所示是某同学用水平气垫导轨探究ldquo加速度与力的关系rdquo的实验装置他将光电门固定在导轨上的B点吊盘(含金属片)通过细线与滑块相连滑块上固定一遮光条并放有若干金属片实验中每次滑块都从导轨上的同一位置A由静止释放。()用游标卡尺测量遮光条的宽度d(沿滑块运动方向的长度)如图乙所示则d=mm用螺旋测微器测量遮光条的厚h如图丙所示则h=mm。若光电计时器记录遮光条通过光电门的时间为Deltat则滑块经过光电门时的速度v=(用所测物理量的符号表示)。()若滑块(含遮光条和金属片)和吊盘(含金属片)组成的系统的总质量为M吊盘及其中的金属片的质量为m则滑块从A处释放后系统的加速度大小为a=。(已知重力加速度为g)()现保持系统的总质量不变通过改变m测出多组m、v数据在坐标纸上以m为横轴以为纵轴描点作出图像若图线是一条过坐标原点的直线则系统的加速度大小与所受合力大小成正比。解析:()游标卡尺的主尺读数为mm游标读数为timesmm=mm则d=mm螺旋测微器的固定刻度读数为mm可动刻度读数为timesmm=mm则h=mm。根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知滑块经过光电门的速度v=eqf(d,Deltat)。()对系统研究系统所受的合力为mg根据牛顿第二定律得系统的加速度大小a=eqf(mg,M)。()现保持系统的总质量不变通过增减吊盘和滑块中的金属片改变系统的合力若a与合力成正比则a与m成正比根据v=ax知v与a成正比所以若以v为纵轴m为横轴图线为一条过坐标原点的直线则系统的加速度大小与所受合力大小成正比。答案:()  eqf(d,Deltat) ()eqf(mg,M) ()增减吊盘和滑块中的金属片 v谢谢观赏*

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