高三物理一轮复习 实验四 验证牛顿第二定律课件.ppt

基础自主梳理 基础自主梳理 基础自主梳理 基础自主梳理 基础自主梳理 基础自主梳理 基础自主梳理 精典考题例析 例1 2016 乐山市第一次诊断性测试 某实验小组利用图示的装置探究加速度与力 质量的关系 1 多选 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在木块上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斜度 精典考题例析 精典考题例析 精典考题例析 例2某同学设计了如图所示的装置 利用米尺 秒表 轻绳 轻滑轮 轨道 滑块 托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数 滑块和托盘上分别放有若干砝码 滑块质量为m 滑块上砝码总质量为m 托盘和盘中砝码的总质量为m 实验中 滑块在水平轨道上从a到b做初速为零的匀加速直线运动 重力加速度g取10m s2 1 为测量滑块的加速度a 须测出它在a b间运动的 与 计算a的运动学公式是 精典考题例析 2 根据牛顿运动定律得到a与m的关系为a m g他想通过多次改变m 测出相应的a值 并利用上式来计算 若要求a是m的一次函数 必须使上式中的 保持不变 实验中应将从托盘中取出的砝码置于 3 实验得到a与m的关系如图所示 由此可知 取两位有效数字 精典考题例析 解析 1 滑块从a到b做初速度为零的匀加速直线运动 由运动学公式可得x 1 2at2 a 2x t2 需要利用米尺测量滑块从a到b的位移x 利用秒表测时间t 2 利用整体法 以滑块 砝码和托盘为系统 受力分析 由牛顿第二定律可得mg m m g m m m a a 1 g m m m m g 欲让a是m的一次函数 则 1 g m m m 不变 即在做实验时 保证m m不变 即从托盘中取出的砝码放到滑块上 3 在图中的直线上取两个点 可得两个方程0 23 k 0 064 g 0 39 k 0 068 g 解得 0 23 答案 1 位移时间a 2 m m 滑块上 3 0 23 0 21 0 25 速效提升训练 1 2016 泰安市期中教学测验 如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律 小车上固定一个盒子 盒子内盛有沙子 沙桶的总质量 包括桶以及桶内沙子质量 记为m 小车的总质量 包括小车 盒子及盒内沙子质量 记为m 速效提升训练 1 验证在质量不变的情况f 加速度与合外力成正比 从盒子中取出一些沙子 装入沙桶中 称量并记录沙桶的总重力mg 将该力视为合外力f 对应的加速度a则从打下的纸带上计算得出 多次改变合外力f的大小 每次都会得到一个相应的加速度 本次实验中 桶内的沙子取自小车中 故系统的总质量不变 以合外力f为横轴 以加速度a为纵轴 画出a f图象 图象是一条过原点的直线 a f图线斜率的物理意义是 你认为把沙桶的总重力mg当做合外力f是否合理 答 填 合理 或 不合理 本次实验中 是否应该满足m m这样的条件 答 填 是 或 否 理由是 2 验证在合外力不变的情况下 加速度与质量成反比 保持桶内沙子质量m不变 在盒子内添加或去掉一些沙子 验证加速度与质量的关系 本次实验中 桶内的沙子总质量不变 故系统所受的合外力不变 用图象法处理数据时 以加速度a为纵轴 应该以 的倒数为横轴 速效提升训练 解析 1 将车内的沙子转移到桶中 就保证了m m不变 即系统的总质量不变 研究对象是整个系统 a f合 m m mg m m 可见a f图线斜率的物理意义是1 m m 系统所受的合外力就等于所悬挂沙桶的总重力mg 不必满足m m这样的条件 2 向盒子内添加或去掉部分沙子 是改变系统的总质量m m 而系统的合外力仍等于所悬挂沙桶的总重力mg 保证了合外力不变 答案 1 合理 否因为实验的研究对象是整个系统 系统受到的合外力就等于mg 2 m m 速效提升训练 2 2016 昆明市元月教学抽样检查 图 a 为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图 实验步骤如下 a 用天平测量物块和遮光片的总质量m 重物的质量m 用游标卡尺测量遮光片的宽度d 用米尺测量两光电门之间的距离s 调整轻滑轮 使细线水平 让物块从光电门a的左侧由静止释放 用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门a和光电门b所用的时间 ta和 tb 求出加速度a 多次重复步骤 求a的平均值 根据上述实验数据求出动摩擦因数 速效提升训练 回答下列问题 1 测量d时 某次游标卡尺 主尺的最小分度为1mm 的示数如图 b 所示 其读数为 cm b 2 物块的加速度a可用d s ta和 tb表示为a 3 动摩擦因数 可用m m a和重力加速度g表示为 4 如果细线没有调整到水平 由此引起的误差属于 填 偶然误差 或 系统误差 解析 1 游标卡尺的读数为9mm 12 0 05mm 9 60mm 0 960cm 3 设细线的张力为t 对m有t mg m对m有mg t m联立两式得 4 细线没有调整到水平 造成张力t不水平 若此时以t水平来分析计算 会造成测量值总是偏大或偏小 这种由于实验操作造成的误差 属于系统误差 答案 1 0 960 2 3 4 系统误差 速效提升训练 速效提升训练 速效提升训练 速效提升训练 4 某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系 弹簧秤固定在一个合适的木板上 桌面的右边缘固定一支表面光滑的向笔定滑轮 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 现缓慢向瓶中加水 直到木板刚刚开始运动为止 记下弹簧的示数f0 以此表示滑动摩擦力的大小 再将木板放回原处并按住 继续向瓶中加水后 记下弹簧秤的示灵敏f1 然后释放木板 并用秒表记下木板运动到pq处的时间t 速效提升训练 1 木板的加速度可以用d t表示为a 为了减小测量加速度的偶然误差 可以采用的方法是 一种即可 2 改变瓶中水的质量重复实验 确定加速度a与弹簧秤示数f1的关系 下列图象能表示该同学实验结果的是 3 多选 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 可以比较精确地测出摩擦力的大小d 可以获得更大的加速度以提高实验精度 速效提升训练 解析 1 木板做初速度为零的匀加速直线运动 其位移d 1 2at2 加速度a 2d t2 为了减小偶然误差 可多次测量时间t 取t的平均值 2 f1f0时 木板开始运动 但f1并非绳子的拉力而是瓶和水的总重力 只有当瓶和水的质量远小于木板和弹簧秤的质量时 f1才可以近似等于绳子拉力 此时a f1图线为一段倾斜的直线 瓶和水的质量不远小于木板和弹簧秤的总质量时 绳子的拉力将小于f1 其a f1图线