研究匀变速直线运动、验证牛顿第二定律和验证机械能守恒定律,这三个实验在历年高考中出现的频率是最高的。在前面我们讲了研究匀变速直线运动这个实验的必考点,那么在验证牛顿第二定律这个实验中,有哪一些高频考点呢,今天我们就一起来看看。 研究牛顿第二定律的实验装置如下图所示: 本实验常考点: 1、仪器选择:天平、砝码、刻度尺 2、操作步骤: (1)平衡摩擦时不挂砝码盘; (2)改变小车质量后,不需要重新平衡摩擦力; (3)先接通电源,后释放小车 3、实验条件:小车和小车上砝码总质量M远大于砝码和砝码盘总质量m,一般保证超过10倍 4、实验方法:控制变量法 5、图像考点: 6、以本实验为背景,结合牛顿第二定律,测量两接触面间的动摩擦因素μ、物体的质量等 【例题1】某同学将力传感器固定在小车上,然后把绳的一端固定在传感器拉钩上,用来测量绳对小车的拉力,探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系,根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a-F图象. (1)图线不过坐标原点的原因是_______________________________________; (2)本实验中是否仍需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________(填“是”或“否”); (3)由图象求出小车和传感器的总质量为________ kg.(保留1位有效数字) 【解析】(1)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 (2)否 ,因为绳的拉力可以直接由力传感器测出来 (3)a-F图像中斜率表示质量的倒数,由图知: 【例题2】如图a,为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装a简图. (1)本实验采用的实验方法是 A.控制变量法 B.假设法 C.理想实验法 D.等效替代法 (2)在保持小车受力相同时,探究加速度与质量关系的实验屮,以下故法正确的是 A.平衡摩擦力时,应将装有砝码的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上 B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力 C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源 D.为得出加速度a与与质量m的关系而作出a-1/m图象 (3)图b是实验中获取的一条纸带的一部分,其中O、A、B、C、D是计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图,打“B”计数点时小车的速度大小为( ).由纸带求出小车的加速度的大小为( ).(计算结果均保留2位有效数字) (4)如图c所示是某同学在探宄加速度与力的关系时,根据测量数据作出的a〜F图线.其中图线不过原点的原因是( ),图线在末端弯曲的原因是( ) 答案】(1)A (2)BD (3)0.54m/s 1.5m/s2. (4)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足; 未满足小车的质量远远大于小桶和砝码的总质量 最后,我们再总结一下,探究牛顿第二定律常靠的地方有这么几个: 1、仪器常考:天平、砝码、刻度尺; 2、操作常考:先接通电源后释放小车、平衡摩擦力; 3、方法常考:控制变量法;4、图像常考:没有平衡摩擦力或平衡不足、平衡过度; 4、条件常考:M》m; 5、求瞬时速度v和加速度a(结合牛二求滑动摩擦因素u或物体的质量) |
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