高考物理一轮复习 第3章 牛顿运动定律 实验4 验证牛顿运动定律课件 新人教版.ppt

牛顿运动定律 第三章 实验四验证牛顿运动定律 基础知识梳理 一 实验目的1 学会用控制变量法研究物理规律 2 学会灵活运用图象法处理物理问题的方法 3 探究加速度与力 质量的关系 并验证牛顿第二定律 二 实验原理如图所示 在探究加速度a与合力f及质量m的关系时 应用的基本方法是 即先控制小车的质量m不变 讨论加速度a与 的关系 再控制小盘和盘中砝码的质量m不变 即力f不变 改变小车的质量m 讨论加速度a与 的关系 控制变量法 力f 质量m 三 实验步骤 1 称量质量 用天平测量小盘的质量和小车的质量m 2 安装器材 按图把实验器材安装好 只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上 即不给小车牵引力 3 平衡摩擦力 在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块 使小车匀速下滑 这时 小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的 平衡 重力沿斜面向下的分力 4 小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上 先接通电源后放开小车 取下纸带编号码 5 保持小车的质量m不变 改变小盘和盘中砝码的质量m 重复步骤 4 6 保持小盘和盘中砝码的质量m不变 改变小车质量m 重复步骤 4 四 数据处理 1 在 探究加速度与力的关系 实验中 以加速度a为纵坐标 力f为横坐标建立坐标系 根据各组数据在坐标系中描点 如果这些点在一条过原点的直线上 说明a与f成正比 小车和车中砝码质量的倒数 小车受到的合力 小盘和盘中砝码的重力mg 五 注意事项 1 平衡摩擦力中的 不重复 平衡了摩擦力后 不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量 都不需要重新平衡摩擦力 2 操作中的 一先一后一按 每次开始时小车应靠近打点计时器 并先接通电源 后放开小车 且应在小车碰到滑轮前按住小车 3 作图中的 拟合与舍弃 要使尽可能多的点在一条直线上 不在直线上的点也要尽可能均匀地分布在直线的两侧 遇到个别偏差较大的点应舍去 核心考点突破 教材原型实验 acd c 3 某学生将实验装置按如图乙所示安装好 准备接通电源后开始做实验 他的装置图中 明显的错误是 写出一条即可 打点计时器使用直流电源 小车与打点计时器 间的距离太长 木板水平放置 没有平衡摩擦力 4 图丙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 xab 4 22cm xbc 4 65cm xcd 5 08cm xde 5 49cm xef 5 91cm xfg 6 34cm 已知打点计时器的工作频率为50hz 则小车的加速度a m s2 结果保留两位有效数字 0 42 2017 湖北孝感一模 探究加速度与物体质量 物体所受合力的关系 实验中 某同学用如图甲所示装置进行实验 砝码盘通过跨过滑轮的细线拉小车 1 该同学在实验中打出了一条纸带 纸带上a b c d e这些点的间距如图乙所示 其中每相邻两点间还有4个计时点未画出 根据测量结果计算 打c点时纸带的速度大小为 m s 纸带运动的加速度大小为 m s2 结果保留三位有效数字 类题演练1 0 479 0 810 2 若该同学平衡好摩擦力后 将5个相同的砝码都放在小车上 然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中 测量小车的加速度 根据小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力f的实验数据作出的a f图线来探究加速度与合外力的关系 此实验操作 填 能 或 不能 探究加速度与质量的关系 不能 从高考命题看 本实验拓展的角度主要有 1 实验器材的改进气垫导轨替代长木板 2 数据处理方法的改进小车的加速度可以利用传感器 借助于计算机来处理 3 实验方案的改进 1 用气垫导轨和两个光电门来完成此实验 2 实验方法的改进 4 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数 实验拓展创新 a 按照图示安装好实验装置 挂上砂桶 含少量砂子 b 调节长木板的倾角 轻推小车后 使小车沿长木板向下运动 且通过两个光电门的时间相等 c 取下细绳和砂桶 测量砂子和桶的质量m 并记下 d 保持长木板的倾角不变 不挂砂桶 将小车置于靠近滑轮的位置 由静止释放小车 记录小车先后通过光电门甲和乙时显示的时间 e 重新挂上细绳和砂桶 改变砂桶中砂子的质量 重复b d步骤 1 若砂桶和砂子的总质量为m 小车的质量为m 重力加速度为g 则步骤d中小车加速下滑时所受合力大小为 忽略空气阻力 2 用游标卡尺测得遮光片宽度d mm mg 6 70 d 解题导思 1 步骤b中 说明小车做什么运动 此时细绳拉力等于多少 2 取下细绳和砂桶后 小车下滑时的合外力为多少 3 如何计算小车通过光电门的速度 类题演练2 1 木板倾斜程度更大时 为了保证l 0 6m不变 滑块下滑到底端b点的位移将 填 变大 变小 或 不变