高考物理一轮复习 第3章 第6课时 实验 验证牛顿第2定律课件 粤教版.ppt

广州出版社 2015年五羊高考 高考总复习物理 课件 2015年五羊高考物理复习 第6课时验证牛顿第二定律 课前自主解读 1 实验目的 1 学会运用控制变量法探究物理量之间关系 2 验证牛顿第二定律 2 实验器材带有滑轮的长木板 打点计时器 含纸带 天平 小车 砂桶 细线 垫块等3 主要步骤 1 平衡摩擦力 如图6 1所示 取下砂桶和细线 把木板 的一端适当垫高并反复 直到接通电源 轻推小车后 纸带上 2 在砂桶内装上适量砂 使砂和砂桶总质量远小于小车质量 学生电源 打点均匀 调整木板倾角 不带滑轮 刻度尺 保持砂和砂桶的总质量不变 反复改变小车上钩码个数 记录小车和钩码总质量 甄选每次获得的纸带 获取多组数据 以小车 为纵轴 以 为横轴 建立坐标系 描点 画线 得到图线 总结 保持小车和钩码总质量不变 反复改变砂桶内砂的质量 记录砂和桶总质量 甄选每次获得的纸带 获取多组数据 以小车 为纵轴 以 为横轴 建立坐标系 描点 画线 得到图线 总结 总结小车加速度 所受合外力及小车质量之间关系 课前自主解读 a与f之间的关系 砂和砂桶总重力f 加速度a 加速度a 课堂主题互动 例题1 1 在 探究加速度与力 质量的关系 时 小薇的实验方案如图所示 为消除小车在实验中受到摩擦力的影响 应该采取的措施是 在观察到 才能说明以上措施达到目的 2 在正确完成 1 中操作的同时 还要满足 的条件下 才可通过测量 来表示小车受到的合外力 主题一 实验装置的安装和调试c 轻推小车 直到小车带动纸带运行纸带上打点均匀分布 小车质量远大于 砂和砂桶总质量 砂和砂桶总重力 变式1 为验证小车的质量m不变时加速度a与作用力f的关系时 共有四组小车的质量m及钩码的质量m做实验 若其他操作都正确 那么小薇利用下列数据哪一组实验画出的a f图线较准确 a m 500g m分别为50g 70g 100g 125gb m 500g m分别为20g 30g 40g 50gc m 200g m分别为50g 70g 100g 125gd m 200g m分别为30g 40g 50g 60g b 主题一 实验装置的安装和调试 变式2 2014 广州调研 利用力传感器研究 加速度与合外力的关系 的实验装置如图 下列关于该实验的说法 错误的是 选填选项前的字母 a 做实验之前必须平衡摩擦力b 小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多c 应调节定滑轮的高度使细线与木板平行d 实验开始的时候 小车最好距离打点计时器远一点 bd 主题一 实验装置的安装和调试 主题二 控制变量及图象法的运用 例题2 为了验证 当质量一定时 物体的加速度与它所受的合外力成正比 一组同学用图 甲 所示的装置进行实验 并将得到的实验数据描在图 乙 所示的坐标图中 1 在图 乙 中作出a f图线 图 甲 图 乙 主题二 控制变量及图象法的运用 2 由a f图线可以发现 该组同学实验操作中遗漏了 这个步骤 3 根据a f图线可以求出系统的质量是 小车和纸带所受阻力大小约为 保留两位有效数字 平衡摩擦力 0 29kg 0 01 0 12n 图 甲 图 乙 主题二 控制变量及图象法的运用 例题2 典型的不规范或错误作图案例 案例 甲 在徒手画线 所得图线没有任何参考价值 案例 乙 没有对偏差太大的点进行剔除 画成折线 从而无法从中得到结论 案例 丙 有对偏差太大的点剔除 但画线仅局限于描点区域 没有将图线延长 存在欠缺 案例 甲 在徒手画线 所得图线没有任何参考价值 变式3 用例题2中的图 甲 所示的实验装置来验证牛顿第二定律 图 乙 为消除摩擦力的影响 实验前平衡摩擦力的具体操作为 取下 把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节 直到轻推小车后 小车能沿木板做 运动 主题二 控制变量及图象法的运用 图 甲 砂桶 匀速直线 变式3 图 乙 主题二 控制变量及图象法的运用 图 甲 0 30 实验中某次实验测得的数据如上表所示 根据这些数据在坐标图 乙 中描点并作出a 1 m图线 从a 1 m图线求得合外力大小为 n 计算结果保留两位有效数字 例题3 图 甲 为验证牛顿第二定律的实验装置示意图 图中打点计时器的电源为50hz的交流电源 打点的时间间隔用 t表示 在小车质量未知的情况下 某同学设计了一种方法用来研究 在外力一定的条件下 物体的加速度与其质量间的关系 1 完成下列实验步骤中的填空 平衡小车所受的阻力 小吊盘中不放物块 调整木板右端的高度 用手轻拨小车 直到打点计时器打出一系列 的点 按住小车 在小吊盘中放入适当质量的物块 在小车中放入砝码 主题三 实验原理的拓展应用 间距相等 先接通打点计时器电源 再释放小车 获得带有点迹的纸带 在纸带上标出小车中砝码质量m 按住小车 改变小车中砝码的质量 重复步骤 在每条纸带上清晰的部分 每5个间隔标注一个计数点 测量相邻计数点的间距s1 s2 求出与不同m相对应的加速度a 以砝码的质量m为横坐标 为纵坐标 在坐标纸上做出关系图线 若加速度与小车和砝码的总质量成反比 则与m间应成 关系 填 线性 或 非线性 主题三 实验原理的拓展应用 线性 2 完成下列填空 本实验中 为了保证在改变小车中砝码的质量时 小车所受的拉力近似不变 小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是 设纸带上三个相邻计数点的间距为s1 s2 s3 a可用s1 s3和 t表示为a 主题三 实验原理的拓展应用 远小于m 图 丙 为所得实验图线的示意图 设图中直线的斜率为k 在纵轴上的截距为b 若牛顿定律成立 则小车受到的拉力为 小车的质量为 主题三 实验原理的拓展应用 评卷现场观摩 卷例 2012 广东四校联考 某同学采用如图 甲 所示的装置探究小车的加速度与所受合力的关系 图 甲 1 实验时 把纸带穿过打点计时器的限位孔 用细线连接小车和砂桶 用手拉动纸带的另一端 将小车拉到打点计时器附近 然后先 再 小车拖动纸带 打点计时器在纸带上打下一系列点 关闭打点计时器电源 图 乙 放开纸带 接通打点计时器电源 卷例 2012 广东四校联考 某同学采用如图 甲 所示的装置探究小车的加速度与所受合力的关系 评卷现场观摩 图 甲 2 实验时 为了保证小车受到的合力与砂和砂桶的总重力大小基本相等 砂和砂桶的总质量m与小车的质量m应满足 并且实验时要做好 步骤 3 图 乙 是某次实验中获得的一条纸带 0 1 2 3 4 5 6是纸带上的七个相邻计数点 每两个相邻计数点间有四个计时点没有画出 从图中给出的数据可知小车的加速度a m s2 计算结果保留两位有效数字 图 乙 m远远小于m 平衡摩擦力 0 64 评卷现场观摩 误区 调研答卷 有以下常见错答或不妥 1 第 空 2 第 空 放开砂桶 释放小车 放开手 轻推小车 让小车自由下滑 描述不对 没有看清题示 用手拉动纸带的另一端 措施不对 不可以推动小车 小车并不是自由下滑 评卷现场观摩 误区 2 第 空 消除摩擦力 克服摩擦力 平衡磨擦力 使长木板倾斜 让小车下滑力与阻力平衡 但阻力仍存在 表述不对 错别字 2 第 空 m m m m 对砂桶和砂总质量与小车质量满足的关系认识不准 评卷现场观摩 误区 2 第 空 3 0 63 0 65 0 641 计算不准确 或有效数字不符 1 用如图6 1 甲 所示的实验装置来验证牛顿第二定律 为消除摩擦力的影响 实验前必须平衡摩擦力 1 某同学平衡摩擦力时是这样操作的 将小车静止地放在水平长木板上 把木板不带滑轮的一端慢慢垫高 如图6 1 乙 直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止 请问这位同学的操作是否正确 如果不正确 应当如何进行 答 课外演练 该同学的操作不正确 正确的操作应该为给小车一个瞬时初速度 小车能够匀速下滑 2 如果这位同学先如 1 中的操作 然后不断改变对小车的拉力f 他得到m 小车质量 保持不变情况下的a f图线是图6 2中的 将选项代号的字母填在横线上 课外演练 c 2 用图甲所示的装置做 验证牛顿第二定律 的实验 为了减小长木板对小车摩擦力的影响 必须在长木板 填 远离 或 靠近 滑轮的一端下面垫一块木板 反复移动木板的位置 直至小车能单独在长木板上做 运动 为了验证小车的加速度与其质量的定量关系 必须采用 法 保持小车受力不变 测量不同质量的小车在这个力作用下的加速度 某次实验中打出如图6 2乙所示的纸带 打点计时器电源的频率为50hz 则这个加速度值a m s2 课外演练 远离 匀速直线 变量控制 0 8 或0 80 某同学把实验得到的几组数据画成图丙的a m图象 为了更直观描述物体的加速度跟其质量的关系 请你根据他的图象在图6 3丁中画出a 1 m图象 课外演练 3 1 若保持砂和砂桶质量m不变 改变小车质量m 分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如表1所示 表1小车加速度随质量改变而变化数据 根据表1数据 为直观反映f不变时a与m的关系 请在图6 4所示的方格坐标纸中选择恰当的物理量建立坐标系 并作出图线 从图线中得到f不变时 小车加速度a与质量m之间存在的关系 2 某同学在探究a与f的关系时 把砂和砂桶的总重力当作小车的合外力f 作出a f图线如图6 5所示 试分析图线不过原点的原因是 图线上部弯曲的原因是 3 在这个实验中 为了探究两个物理量之间的关系 要保持第三个物理量不变 这种探究方法叫做 法 平衡摩擦力时木板倾角太大 没有满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量m 控制变量 4 某试验小组验证牛顿运动定律 实验装置如图6 7所示 他们用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连 小车后面固定 打点计时器 通过拴在小车上的纸带 可测量小车匀加速运动的速度与加速度 1 实验小组为了解决小车所受到的合外力 把带有滑轮的长木板左端垫高 轻推小车 使小车在没有牵引的情况下拖着纸带以一定的初速度沿木板运动 打点计时器在纸带打出一行小点 若观察到 则说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡 除满足上面操作要求外 还需要满足 情况下 小车所受到的拉力才等于钩码总重力 纸带上打点点迹分布均匀 小车质量远大于钩码总质量 2 2014 广州调研 利用力传感器研究 加速度与合外力的关系 的实验装置如图甲 下列关于该实验的说法 错误的是 选填选项前的字母 a 做实验之前必须平衡摩擦力b 小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多c 应调节定滑轮的高度使细线与木板平行d 实验开始的时候 小车最好距离打点计时器远一点 bd 从实验中挑选一条点迹清晰的纸带 每5个点取一个计数点 用刻度尺测量计数点间的距离如图乙所示 已知打点计时器所用电源的频率为50hz 从图中所给的刻度尺上读出a b两点间的距离s1 cm 该小车的加速度a m s2 计算结果保留两位有效数字 实验中纸带的 填 左 或 右 端与小车相连接 0 70 0 20 左 5 2013 天津高考 某实验小组利用图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