本章小结板书设计及设计说明

42 期末复习专项——实验（导学案）

一、知识框架

利用必修1《教材解析》第102页“梳理与拓展”中的“知识点、拓展点、说明”、第106页“考点2：实验误差分析”自主复习“探究加速度与力、质量的关系”实验基础知识。

利用必修2《教材解析》第12页

“知识点4：研究平抛运动”自主复习“探究加速度与力、质量的关系”实验基础知识。

二、典型问题

1．某同学采用如图所示的装置探究“物体质量一定时，其加速度与所受合外力的关系”．

（1）该同学是采用v－t图象来求加速度的．图是实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为B、C、D，相邻计数点之间还有4个点没有画出．打点计时器接在频率为50 Hz的交变电源上．打点计时器打C点时，小车的速度为__________m/s.(结果保留两位有效数字) （2）其余各点的速度都标在了v－t坐标系中，如图甲所示．t＝0.1 s时，打点计时器恰好打B点．请你将（1）中所得结果标在图甲所示坐标系中(其他点已标出)，并作出小车运动的v－t图线；利用图线求出小车此次运动的加速度a＝__________m/s2.(结果保留两位有效数字)

（3）该同学最终所得小车运动的a－F图线如图乙所示，从图中我们可以看出图线是一条过原点的直线．根据该图线可以确定下列判断中错误的是__________．

A．本实验中小车的质量一定时，其加速度与所受合外力成正比

B．小车的加速度可能大于重力加速度g

C．可以确定小车的质量约为0.50 kg D．实验中配重的质量m远小于小车的质量M

（4）图乙中的力F理论上指

，而实验中却用

表示。

A．配重的重力

B．绳对小车的拉力

C．小车的重力

（5）某些同学不能得到当小车的质量一定时加速度a与作用力F成正比的正确图线，而是得出下列图线，请分别说出得到图中A、B两种图的原因。

得到A图的原因是___________________________________________________________；

得到B图的原因是___________________________________________________________；

2．如图为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图，

A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．在实验中细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重力，小车运动加速度a可用纸带上的点求得．

A B 细线

滑轮

纸带

（1）本实验应用的实验方法是

D A．控制变量法

B．假设法

C．理想实验法

D．等效替代法

长木板

（2）下列说法中正确的是_______．

水平实验台

C A．电火花计时器使用交流电源

B．木板D的左端被垫高后，图中细线应保持水平

C．用砝码和小桶的总重力来表示F，会产生偶然误差

D．为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高

（3）如图是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．则打纸带上点3时小车的瞬时速度大小v3=

m/s，由纸带求出小车的加速度大小a=

m/s2 （结果保留2位有效数字）．

（4）在探究加速度与质量的关系时，下列做法中正确的是________ A．平衡摩擦力时，不应将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，都需要重新平衡摩擦力

C．实验时，先接通打点计时器电源，再放开小车

D．小车运动的加速度可由牛顿第二定律直接求出

（5）在探究“外力一定时，加速度与质量的关系”时，记录了下列数据。

次数

物理量

小车的质量M/kg 小车加速度a/m·s-2

1 0.2 2 0.4 3 0.6 4 0.8 5 1.0 0.90 0.46 0.30 0.23 0.18 为例验证猜想，请在坐标系中作出最能直观反映

加速度与质量之间关系的图像。

（6）若实验中将小车换成滑块，将木板水平放置可测出滑块与木板间的动摩擦因数μ．要测出动摩擦因数μ，需要测量的物理量有__________；实验测得的动摩擦因数μ比真实值_______（填“大”或“小”）．

3．图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。

（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有_______。

A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平

B．每次小球释放的初始位置可以任意选择

C．每次小球应从同一高度由静止释放

D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接

（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y-x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是 。

（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm，A、B两点水平间距Δx为40.0cm。则平抛小球的初速度v0为 m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度vC为 m/s(结果保留两位有效数字，g取10m/s2)。

（4）右图为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背A景方格的边长均为5cm．如果重力加速度g取10 m/s2，那么闪光B时间间隔是

s，小球运动中水平分速度的大小是______m/s．小球经过B点时的速度大小是

m/s．

C

三．拓展训练

1．如图所示，一台农用水泵装在离地面的一定高度处，其出水管是水平的．现仅有一盒钢卷尺，请你粗略测出水流出管口的速度大小和从管口到地面之间在空中水柱的质量(已知水的密度为ρ，重力加速度为g)．

（1）除了已测出的水管内径l外，还需要测量的物理量是____________(写出物理量名称和对应的字母)；

（2）水流出管口的速度v0的表达式为________________(请用已知量和待测量的符号表示)；

（3）空中水柱的质量m的表达式为____________(请用已知量和待测量的符号表示)．

2．某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧秤固定在某合适的木块上，桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮，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P、Q，并测出间距为d．开始时将木块置于P处，现缓慢向瓶中加水，直到木块刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木块放回原处并按住，继续向瓶中加水，然后释放木块，记下弹簧秤的示数F，并用秒表记下木块从P运动到Q处的时间t．

（1）木块的加速度可以用d和t表示为a＝

．

（2）用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是

．

A．可以改变滑动摩擦力的大小

B．可以更方便地获取多组实验数据

C．可以获得更大的加速度以提高实验精度

（3）改变瓶中水的质量重复实验，求出每一次加速度a和弹簧秤示数F，下面四幅图能表示该同学实验结果的是

．

3．某同学用如图所示的装置探究小车加速度与合外力的关系。图中小车A左端连接一纸

带并穿过打点计时器B的限位孔，右端用一轻绳绕过滑轮系于拉力传感器C的下端，A、B置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上。不计绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量。实验时，先接通电源再释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点。该同学在保证小车A质量不变的

情况下，通过改变P的质量来改变小车A所受的外力，由传感器和纸带测得的拉力F和加速度

a数据如下表所示。

1 2 3 4 5 次数

F/N 0.10 0.18 0.26 0.30 0.40

a/m·s-2

0.08 0.22 0.37 0.59

（1）第4次实验得到的纸带如图所示，O、A、B、C和D是纸带上的五个计数点，每两个相邻点间有四个点没有画出，A、B、C、D四点到O点的距离如图。打点计时器电源频率为50Hz。根据纸带上数据计算出小车加速度a为

m/s2

。

（2）在实验中，

（选填“需要”或“不需要”）满足重物P的质量远小于小车A的质量。

（3）根据表中数据，在图示坐标系中做出小车加速度a与力F的关系图像。

（4）根据图像推测，实验操作中疏漏一个重要步骤是

________________________。