2012高考物理一轮复习第3章-第3单元课件必修.ppt

一、实验实验 目的 1学会用控制变变量法研究物理规规律 2探究加速度与力、质质量的关系 3掌握灵活运用图图象处处理问题问题 的方法 二、实验实验 原理 控制变变量法，在所研究的问题问题 中，有两个以上的参量在发发生牵牵 连变连变 化时时，可以控制某个或某些量不变变，只研究其中两个量之间间 的变变化关系的方法，这这也是物理学中研究问题时经问题时经 常采用的方法 本实验实验 中，研究的参量为为F、m和a，可以控制参量m一定，研究 F与a的关系，也可控制参量F一定，研究m与a的关系 三、实验实验 器材 打点计时计时 器；纸带纸带 及复写纸纸；小车车；一端附有定滑轮轮的长长木板 ；小盘盘和砝码码；细绳细绳 ；低压压交流电电源；导线导线 ；天平；刻度尺 四、实验实验 步骤骤(如图图) 1用天平测测量小盘盘的质质量m0和小车车的质质量M0. 2把一端附有滑轮轮的长长木板放在实验实验 桌上，并使滑轮轮伸出桌面 ，把打点计时计时 器固定在长长木板上远远离滑轮轮的一端，连连接好电电路 3平衡摩擦力：小车车的尾部挂上纸带纸带 ，纸带纸带 穿过过打点计时计时 器 的限位孔，将木板无滑轮轮的一端稍微垫垫高一些，使小车车在不挂小 盘盘和砝码码的情况下，能沿木板做匀速直线线运动动这样这样 小车车所受重 力沿木板的分力与小车车所受滑动动摩擦力平衡在保证证小盘盘和砝码码 的质质量远远小于小车质车质 量的条件下，可以近似认为认为 小盘盘和砝码码的总总 重力大小等于小车车所受的合外力的大小 4把小车车停在打点计时计时 器处处，挂上小盘盘和砝码码，先接通电电源 ，再让让小车车拖着纸带纸带 在木板上匀加速下滑，打出一条纸带纸带 计计算 小盘盘和砝码码的重力，即为为小车车所受的合外力，由纸带计纸带计 算出小车车 的加速度，并把力和对应对应 的加速度填入表(一)中 5改变变小盘盘内砝码码的个数，重复步骤骤4，并多做几次 6保持小盘盘内的砝码码个数不变变，在小车车上放上砝码码改变变小车车 的质质量，让让小车车在木板上滑动动打出纸带纸带 计计算砝码码和小车车的总总 质质量M，并由纸带计纸带计 算出小车对应车对应 的加速度 7改变变小车车上砝码码的个数，重复步骤骤6，并将所对应对应 的质质量和加速 度填入表(二)中 表(一) 表(二) 实验实验 次数加速度a/(ms2)小车车受力F/N 1 2 3 4 实验实验 次数加速度a/(ms2)砝码码和小车车的总质总质 量M/kg 1 2 3 4 六、误误差分析 1质质量的测测量误误差，纸带纸带 上打点计时计时 器打点间间隔距离的测测量误误 差，拉线线或纸带纸带 不与木板平行等都会造成误误差 2因实验实验 原理不完善造成误误差：本实验实验 中用小盘盘和砝码码的总总重 力代替小车车受到的拉力(实际实际 上小车车受到的拉力要小于小盘盘和砝码码 的总总重力)，存在系统误统误 差小盘盘和砝码码的总质总质 量越接近小车车的质质 量，误误差就越大；反之，小盘盘和砝码码的总质总质 量越小于小车车的质质量 ，误误差就越小 3平衡摩擦力不准造成误误差：在平衡摩擦力时时，除了不挂小盘盘 外，其他的都跟正式实验实验 一样样(比如要挂好纸带纸带 、接通打点计时计时 器) ，匀速运动动的标标志是打点计时计时 器打出的纸带纸带 上相邻邻点的距离相等 七、注意事项项 1在平衡摩擦力时时，不要把悬悬挂小盘盘的细线细线 系在小车车上，即不 要给给小车车加任何牵牵引力，并要让让小车车拖着打点的纸带纸带 运动动 2实验实验 步骤骤2、3不需要重复，即整个实验实验 平衡了摩擦力后，不 管以后是改变变小盘盘和砝码码的总质总质 量还还是改变变小车车和砝码码的总质总质 量 ，都不需要重新平衡摩擦力 3每条纸带纸带 必须须在满满足小车车与车车上所加砝码码的总质总质 量远远大于 小盘盘和砝码码的总质总质 量的条件下打出只有如此，小盘盘和砝码码的总总 重力才可视为视为 小车车受到的拉力 4改变变拉力和小车质车质 量后，每次开始时时小车应车应 尽量靠近打点计计 时时器，并应应先接通电电源，再放开小车车，且应应在小车车到达滑轮轮前按 住小车车 5作图图象时时，要使尽可能多的点在所作直线线上，不在直线线上的 点应应尽可能对对称分布在所作直线线两侧侧 6作图时图时 两轴标轴标 度比例要选择选择 适当各量须须采用国际单际单 位这这 样样作图线时图线时 ，坐标标点间间距不至于过过密，误误差会小些 7为为提高测测量精度 (1)应应舍掉纸带纸带 上开头头比较较密集的点，在后边边便于测测量的地方找 一个起点 (2)可以把每打五次点的时间时间 作为时间单为时间单 位，即从开始点起，每 五个点标标出一个计计数点，而相邻计邻计 数点间间的时间间时间间 隔为为T0.1 s. 八、实验实验 改进进 本实验实验 中可以用气垫导轨垫导轨 来代替长长木板，这样这样 就省去了平衡小 车车摩擦力的麻烦烦，小车车的加速度也可以利用传传感器，借助于计计算机 来处处理 实验原理和注意事项 如图图所示的是做探究牛顿顿第二定律实验实验 中打出的一条纸纸 带带，相邻记邻记 数点的时间间时间间 隔为为T，间间距s1，s2，s3，s6已测测 量出 (1)请请写出三个不同的计计算加速度的表达式 (2)甲、乙两同学用同一装置实验实验 ，画出了各自的aF图图象(如 图图1所示)这这两个同学在做实验时实验时 ，采用的哪一个物理量不同 ？试试比较较其大小 (3)如图图2所示，是丙同学根据测测量数据画出的aF图线图线 ，表示 实验实验 的问题问题 是_ (2)由aF图象上，对应F相同时，由图象可知a甲a乙，F相同 时加速度与质量成反比，则m甲m乙，即甲、乙两同学的实验所用 小车和砝码的总质量不同，且m甲m乙 (3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 答案 见规范解答 实验数据的处理 (2009年高考江苏卷)“探究加速度与物体质质量、物体受 力的关系”的实验实验 装置如图图甲所示 (1)在平衡小车车与桌面之间间摩擦力的过过程中，打出了一条纸带纸带 如 图图乙所示计时计时 器打点的时间间时间间 隔为为0.02 s，从比较较清晰的点起 ，每5个点取一个计计数点，量出相邻计邻计 数点之间间的距离该该小车车 的加速度a_ m/s2.(结结果保留两位有效数字) (2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码码都放在小车车上挂上砝码盘码盘 ，然后每次从小车车上取一个砝码码添加到砝码盘码盘 中，测测量小车车的 加速度小车车的加速度a与砝码盘码盘 中砝码总码总 重力F的实验实验 数据如 下表： 请请根据实验实验 数据作出aF的关系图图象 (3)根据提供的实验实验 数据作出的aF图线图线 不通过过原点，请说请说 明主 要原因 规范解答 (1)由题意可知计数间隔T5T00.1 s. 由saT2和s0.16 cm1.6103 m可得： a0.16 m/s2. (2)aF图线如图所示 (3)平衡小车与桌面之间的摩擦力， aF图象仍不通过原点，可能是 在计算F时忘记加入砝码盘的重力， 使作出的图象向左平移造成的 答案 (1)0.16 (2)见规见规 范解答 (3)忘记记加入砝码盘码盘 的重力 如图图所示的实验实验 装置可以验证验证 牛顿顿运动动定律，小车车上固定一个 盒子，盒子内盛有砂子砂桶的总质总质 量(包括桶以及桶内砂子质质 量)记为记为 m，小车车的总质总质 量(包括车车、盒子及盒内砂子质质量)记为记为 M. (1)验证验证 在质质量不变变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子 中取出一些砂子，装入砂桶中，称量并记录记录 砂桶的总总重力mg， 将该该力视为视为 合外力F，对应对应 的加速度a则则从打下的纸带纸带 中计计算得 出多次改变变合外力F的大小，每次都会得到一个相应应的加速度 本次实验实验 中，桶内的砂子取自小车车中，故系统统的总质总质 量不变变 以合外力F为为横轴轴，以加速度a为纵轴为纵轴 ，画出aF图图象，图图象 是一条过过原点的直线线 aF图图象斜率的物理意义义是_ 你认为认为 把砂桶的总总重力mg当作合外力F是否合理？ 答：_.(填“合理”或“不合理”) 本次实验实验 中，是否应该满应该满 足M m这样这样 的条件？ 答：_(填“是”或“否”)； 理由是_ (2)验证验证 在合外力不变变的情况下，加速度与质质量成反比：保持桶 内砂子质质量m不变变，在盒子内添加或去掉一些砂子，验证验证 加速度 与质质量的关系本次实验实验 中，桶内的砂子总质总质 量不变变，故系统统所 受的合外力不变变 用图图象法处处理数据时时，以加速度a为纵轴为纵轴 ，应该应该 以_倒数 为为横轴轴 本章的命题热题热 点主要集中在以下几点： 1灵活运用隔离法和整体法求解加速度相等的连连接体，注意 两个物体受力上的联联系，即牛顿顿第三定律 2用正交分解法解决受力较为较为 复杂杂的问题问题 ，在正交的两个方 向上应应用牛顿顿运动动定律或平衡条件 3综综合应应用牛顿顿运动动定律和运动动学规规律分析、解决问题问题 ，注 重考查查运动动上的连连接 1.在光滑水平面上有一质质量为为m的物块块受到水平恒力F的作用而 运动动，在其正前方固定一个足够长够长 的劲劲度系数为为k的轻质弹轻质弹 簧， 如图图所示在物块块与弹弹簧接触且向右运动动的过过程中， 下列说说法正确的是( ) A物块块在接触弹弹簧的过过程中一直做减速运动动 B物块块接触弹弹簧后先加速后减速，当弹弹力等于F时时其速度最 大 C当弹弹簧处处于压缩压缩 量最大时时，物块块的加速度等于F/m D当物块块的速度为为零时时，弹弹簧的压缩压缩 量等于F/k 解析：物块接触弹簧后，弹簧形变量逐渐增大，开始一段时间 弹力小于F，所以物块会继续向右加速，直到弹力等于F，此时加 速度为0，但速度到最大；物块继续向右运动，弹簧形变量继续 增大，弹力大于F，加速度方向变为向左，开始减速，直到速度 为零故A错，B对；由于无法得知物块接触弹簧时的速度，弹簧 的最大形变量无法得知，故加速度不能确定，故C错；物块速度 为零时，弹簧压缩量必大于F/k，故D错 答案：B 2刚买刚买 回车车的第一天，小明和父母去看望亲亲朋，小明的爸爸决定 驾车驾车 前行当拐一个弯时时，发现发现 前面是一个上坡一个小男孩追逐 一个球突然跑到车车前小明爸爸急踏刹车车，车轮车轮 在马马路上划出一道 12 m长长的黑带带后停住幸好没有撞着小男孩！小男孩若无其事地跑 开了路边边目睹了全过过程的一位交通警察走过过来，递过递过 来一张张超速 罚罚款单单，并指出这这段路最高限速是60 km/h. 小明对对当时时的情况作了调查调查 ：估计计路面与水平面间间的夹夹角为为15 ；查课查课 本可知轮轮胎与路面的动动摩擦因数0.60；从汽车说车说 明书书中 查查出该该汽车车的质质量是1 570 kg，小明的体重是60 kg；目击击者告诉诉小 明小男孩重30 kg，并用3.0 s的时间时间 跑过过了4.6 m宽宽的马马路又知cos 150.9 659，sin 150.2 588. 根据以上信息，你能否用学过过的物理知识识到法庭为为小明爸爸做无 过过失辩护辩护 ？(g取9.8 m/s2) 答案：见解析 3跳水是一项优项优 美的水上运动动，如图图甲所示是跳水比赛赛中小将陈陈若琳和 王鑫在跳台上腾腾空而起的英姿其中陈陈若琳的体重约为约为 30 kg，身高约为约为 1.40 m，她站在离水面10 m高的跳台上，重心离跳台面的高度约为约为 0.80 m ，竖竖直向上跃跃起后重心升高0.45 m达到最高点，入水时时身体竖竖直，当手触 及水面时时伸直双臂做一个翻掌压