高一物理必1第15期

高一物理必修1第15期目标要求1.理解物体运动状态的变化快慢,即加速度大小与力有关,也与质量有关.2.会通过实验探究加速度与力、质量的定量关系.3.理解实验设计和探究过程中所涉及的物理思想及方法.能够针对实验结果进行误差分析.重点、难点理解并掌握实验设计和探究过程中所涉及的物理思想及方法,能正确探究加速度与力、质量的定量关系,并对实验结果进行误差分析.一、影响加速度大小的因素1.物体加速度的大小,不仅与物体有关,还与物体的有关.2.经验事实告诉我们:物体的质量一定时,受力越大,它获得的加速度的质量越小,加速度就;物体受力一定时,它.二、“探究加速度与力、质量的关系”实验的基本思路1.加速度与力、质量的关系共涉及三个物理量,要同时确定它们之间的关系很困难.物理学上采用

法来确定它们之间的关系,即先保持一个量不变,再测量另外两个物理量之间的关系.2.“探究加速度与力的关系”实验的基本思路是:.3.“探究加速度与质量的关系”实验的基本思路是:.三、数据分析本实验主要采用图象法处理实验数据.在探究加速度与力的数量关系时,我们以

为纵轴,为横轴建立坐标系,在坐标系中描点、用平滑的曲线连接这些点,作出

图象.若图线是一条过原点的直线,则说明加速度与力是

关系;在探究加速度与质量的数量关系时,我们以

为纵轴,

为横轴建立坐标系,在坐标系中描点、用平滑的曲线连接这些点,作出图象.若图线是一条过原点的直线,则说明加速度与质量是

关系.一、如何测量物体的加速度图1【方法一】某同学设计了如图1所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接,在桌面上画出两条平行线MN、PQ,

并测出间距d.开始时将木板置于MN处,现向瓶中加水,然后释放木板,使木板做匀加速直线运动,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t,则木板的加速度a=

.(用题给字母表示).图2【方法二】如图2所示,某实验小组利用斜面、小车、砝码、打点计时器等器材来探究“加速度与力、质量”的关系.正确操作实验后,该同学获得了如图3所示的一条纸带,相邻计数点的时间间隔为T,且间距x1,x2,x3,…,x6均已测量.根据纸带,利用逐差法可得加速度a=.(用题给字母表示)图3图4【方法三】如图4所示,在物体上安装一个宽度为d的挡光片,让物体做匀加速直线运动,利用数字计时器分别记录挡光片经过光电门G1、G2所用的时间分别为t1、t2,若两光电门之间的距离为x,则物体的加速度a=

.(用题给字母表示)二、验证牛顿第二定律【案例探究1】(2012年高考·安徽理综卷)图5为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和砂桶的总质量为m,小车和砝图5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.(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,接下来还需进行的一项操作是.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

.A.M=200

g,m=10

g、15

g、20

g、25

g、30

g、40

gB.M=200

g,m=20

g、40

g、60

g、80

g、100

g、120

gC.M=400

g,m=10

g、15

g、20

g、25

g、30

g、40

gD.M=400

g,m=20

g、40

g、60

g、80

g、100

g、120

g(3)图6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:sAB=4.22

cm,sBC=4.65

cm,sCD=5.08cm,sDE=5.49

cm,sEF=5.91

cm,sFG=6.34

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2位有效数字).图6解析

(1)在图5所示的实验装置中,要使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,必须平衡摩擦阻力,其具体方法是: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,若打点计时器在纸带上打下一系列间隔均匀的点,则说明小车做匀速运动,摩擦阻力被小车的重力沿斜面向下的分力平衡了.选项B正确.(2)实验中,要用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小,除了要平衡摩擦力之外,还要满足条件:m≪M.由此可知,选项C最合理.(3)利用逐差法计算小车的加速度,即a=,其中t=s=0.10

s,解得:a=0.42

m/s2.三、实验误差分析【案例探究2】在利用如图5所示的实验装置来做“探究加速度与力、质量的关系”这一实验时,甲、乙丙三位同学通过测量、数据处理,分别获得了如图7甲、乙、丙所示的a-F图象和a-图象.试分析:图7(1)甲图所示的a-F图象和a-图象中,图线与纵轴有截距的原因.(2)乙图所示的a-F图象和a-图象中,图线与横轴有截距的原因.(3)丙图所示的a-F图象和a-图象中,图线发生弯曲的原因.解析(1)a-F图象中,图线与纵轴有截距,表明当拉力为零时,小车仍有加速度,造成这一结果的原因是平衡摩擦阻力时,长木板的一端垫起得太高;a-图象中,图线与纵轴有截距,表明在=0,即小车的质量无穷大时,小车仍有加速度,造成这一结果的原因也是平衡摩擦阻力时,长木板的一端垫起得太高.(2)a-F图象中,图线与横轴有截距,表明当拉力不为零且小于某一值时,小车没有加速度,造成这一结果的原因是平衡摩擦阻力时,长木板的一端垫起得太低;a-图象中,图线与横轴有截距,表明当小车受到一定的拉力F时,≠0,即小车的质量没有达到无穷大的情况下,小车加速度为零,造成这一结果的原因也是平衡摩擦阻力时,长木板的一端垫起得太低.(3)本实验为了使实验中的运算简化,在实验原理上进行了近似处理,即保证m≪M时,细绳对小车的拉力F近似等于砂和砂桶的总重力mg.但是,在实验过程中,若不断增加砂的质量,则砂和砂桶的总质量越来越接近小车的质量M,当无法满足m≪M这一条件时,就造成了图丙的a-F图象所示的实验结果.同理,在a-图象中,当增大到一定程度,即小车的质量减小到一定值时,也无法满足m≪M这一条件时,就造成了图丙的a-图象所示的实验结果.一、单项选择题1.关于运动状态的改变,下列说法正确的是()A.运动状态的改变仅指速度大小的改变

B.运动状态的改变仅指速度方向的改变

C.要改变物体的运动状态,必须有力的作用D.物体运动状态的改变与物体的初始状态有关2.物体A的质量为10

kg,速度大小为20

m/s;物体B的质量为20

kg,速度大小为10

m/s.下列说法正确的是()A.A的惯性大,因为A的速度大B.A的惯性大,因为A的质量小

C.B的惯性小,因为B的速度小D.B的惯性大,因为B的质量大3.关于牛顿第一定律,下列说法错误的是()A.牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性B.牛顿第一定律告诉我们:力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因C.牛顿第一定律揭示了力和运动的关系,即物体不受外力作用时,保持静止或匀速直线运动的状态D.牛顿第一定律是牛顿通过斜面实验直接总结出来的4.所谓“理想实验”,又叫做“假想实验”、“抽象的实验”或“思想上的实验”,它是科学研究中的一种重要方法,它把可靠事实和理论思维结合起来,可以深刻地揭示自然规律.以下实验中属于理想实验的是(

)探究求合力的方法伽利略的斜面实验C.用打点计时器测量瞬时速度D.利用打点计时器研究自由落体图15.如图1所示,在水平桌面上质量为0.5

kg的物体,受到一水平向右、大小为1.5

N的拉力F,同时受到桌面对它的大小为0.5

N的摩擦力,则物体的加速度大小为(

)A.4.0

m/s2B.3.0

m/s2C.2.0

m/s2D.1.0

m/s2图26.图2是根据“探究加速度与力的关系”的实验数据描绘的a-F图象.下列说法正确的是(

)A.三条倾斜直线所对应的小车质量不同B.三条倾斜直线所对应的小车质量相同

C.直线A所对应的小车的质量最大D.直线C所对应的小车的质量最小二、非选择题图37.如图3所示,在水平平直公路上匀速行驶的小车的车顶上,用绳子悬挂着一个小球.(1)若烧断绳子,小球可能落至小车

(填“后方的A点”、“正下方的B点”或“前方的C点”).(填(2)若小车速度突然减小,小球将偏向

“前”或“后”)方.(3)若小车速度突然增大,小球将偏向(填“前”或“后”)方.8.图4为某同学用来“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置,图中电火花计时器使用的交流电源的频率为50

Hz.图4(1)实验中,该同学获得的一条最理想的纸带如图

5所示,则根据纸带上的信息可求出小车的加速度大小为

m/s2(结果保留2位有效数字).图5(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量M,分别得到小车加速度a与质量M及对应的,数据如下

表所示:实验次数12345678加速度a/(m·s-2)1.901.721.491.251.000.750.500.30质量M/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67-1/kg4.003.453.032.502.001.411.000.60请在图6所示的坐标纸中画出a-

图线,并由图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是

.图6一、单项选择题1.下面哪些因素影响物体运动状态改变的难易程度(

)A.物体的质量和体积B.物体的速度和质量物体的体积和物体所受到的合外力物体的质量和物体受到的合外力2.关于物体的惯性,下列说法正确的是()A.质量相同的两个物体,在阻力相同的情况下,速度大的不易停下来,所以速度大的物体惯性大B.推动地面上静止的物体比保持这个物体匀速运动时所需的力大,所以静止的物体惯性大C.在月球上举重比在地球上容易,所以同一物体在月球上比在地球上惯性小D.物体的惯性只与物体的质量有关,与其他因素无关3.关于力和运动的关系,下列说法正确的是()A.物体如果没有受到外力作用,可能处于运动状态必须有力作用在物体上,物体才能运动物体如果没有受到外力作用,一定处于静止状态D.在水平面上运动的物体会慢慢停下来,是因为物体具有惯性的原因4.通过“探究加速度与力、质量的关系”实验,我们知道加速度a与力F成正比,与质量m成反比,即a∝F,a∝.现有一质量为m的物体在光滑的水平面上受水平恒力F的作用而由静止开始运动,在时间t内运动的位移为x,若要使物体运动的位移变为4x,则下列方法不可行的是(

)将水平恒力增大到4F将物体的质量减小为原来的C.将作用时间增加为原来的4倍D.将作用时间增加为原来的2倍5.某