高考物理一轮总复习实验4验证牛顿运动定律课件.ppt

实验4验证牛顿运动定律 栏目导航 1 2 3 抓知识点 抓重难点 课时跟踪检测 实验原理与操作 数据处理与分析 注意事项 1 平衡摩擦力在平衡摩擦力时 不要把悬挂小盘的细绳系在小车上 即不要给小车加任何牵引力 且要让小车拖着纸带匀速运动 2 不重复平衡摩擦力3 实验条件每条纸带都必须在满足小车的质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出 只有如此 小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力 4 一先一后一按住改变拉力和小车质量后 每次开始时小车应尽量靠近打点计时器 并应先接通电源 再放开小车 且应在小车到达定滑轮前按住小车 5 作图作图时 两坐标轴的比例要适当 要使尽可能多的点落在所作直线上 不在直线上的点应尽可能对称地分布在所作直线两侧 在 探究加速度和力 质量的关系 实验中 采用如图所示的装置图进行实验 1 实验中 需要在木板的右端垫上一个小木块 其目的是 2 实验中 已经测出小车的质量为M 砝码 包括砝码盘 的总质量为m 若要将砝码 包括砝码盘 的总重力大小作为小车所受拉力F的大小 这样做的前提条件是 例1 3 本实验的目的是 探究加速度和力 质量的关系 所以不能把牛顿第二定律当成已知的公式来使用 故A错误 使用打点计时器时 都应该先接通电源 后释放纸带 故B正确 平衡摩擦力后 tan 与重物的质量无关 所以不用再次平衡摩擦力 故C错误 本实验采用控制变量法 故D正确 答案 1 平衡摩擦力 2 m M 3 BD 在 探究加速度与力 质量的关系 时采用如图所示的实验装置 小车及车中砝码质量为M 砂桶及砂的质量为m 1 若已平衡摩擦力 在小车做匀加速直线运动过程中 绳的张力大小FT 当M与m的大小满足 时 才可认为绳子对小车的拉力大小等于砂和砂桶的重力 跟踪训练1 一小组的同学用如图所示装置做 探究物体质量一定时 加速度与力的关系 的实验 例2 1 下列说法正确的有 A 平衡摩擦力时 用细线一端挂空砝码盘 另一端与小车相连 将木板适当倾斜 使小车在木板上近似做匀速直线运动B 每次改变砝码及砝码盘总质量之后 应重新平衡摩擦力C 应让砝码及砝码盘总质量远大于小车及里面钩码的总质量D 砝码及砝码盘总质量远小于小车及里面钩码总质量时 可以近似认为小车受到的拉力等于砝码及砝码盘的重力 2 下图甲为实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分 从比较清晰的点迹起 在纸带上标出了连续的5个计数点A B C D E 相邻两计数点之间都有4个计时点没有标出 用刻度尺分别测量出A点到B C D E的距离如下图甲所示 已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上 则此次实验中小车运动加速度的测量值a m s2 结果保留两位有效数字 3 某同学平衡摩擦力后 改变砝码盘中砝码的质量 分别测量出小车的加速度a 以砝码盘及砝码的重力F为横坐标 以小车的加速度a为纵坐标 得到如图乙所示的a F图线 则图线不通过坐标原点的主要原因是 解析 1 平衡摩擦力时 应将细线从小车上取下 轻轻推动小车 使小车沿木板运动 通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动 A错误 每次改变砝码及砝码盘总质量之后 不需要重新平衡摩擦力 B错误 砝码及砝码盘总质量远小于小车及里面钩码的总质量时 可以近似认为小车受到的拉力等于砝码及砝码盘的重力 C错误 D正确 答案 1 D 2 1 2 3 平衡摩擦力过度 如下图所示为某同学探究加速度与力和质量关系的实验装置 两个相同质量的小车放在光滑水平板上 前端各系一条细绳 绳的一端跨过定滑轮各挂一个小盘 盘中可放砝码 两小车后端各系一条细绳 一起被夹子夹着使小车静止 打开夹子 两小车同时开始运动 关上夹子 两小车同时停下来 用刻度尺测出两小车的位移 下表是该同学在几次实验中记录的数据 跟踪训练2 请回答下述问题 1 在每一次实验中 甲 乙两车的位移之比等于 之比 请简要说明实验原理 2 第一次实验控制了 不变 在实验误差允许范围内可得出的结论是 3 第二次实验控制了 不变 在实验误差允许范围内可得出的结论是 4 第三次实验时 该同学先测量了甲车的位移 再根据前两次实验结论 计算出乙车应该发生的位移 然后再测量了乙车的位移 结果他高兴地发现 理论的预言与实际符合得相当好 请问 他计算出的乙车的位移应该是 答案 1 加速度见解析 2 小车质量小车加速度与拉力成正比 3 小车所受拉力小车加速度与质量成反比 4 30cm 2 数据测量的改进3 实验的拓展延伸以 验证牛顿运动定律 为背景测量物块与木板间的动摩擦因数 某同学利用下图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图 如图乙所示 实验中小车 含发射器 的质量为200g 实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮 小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到 回答下列问题 例3 1 根据该同学的结果 小车的加速度与钩码的质量成 填 线性 或 非线性 关系 2 由图乙可知 a m图线不经过原点 可能的原因是 3 若利用本实验装置来验证 在小车质量不变的情况下 小车的加速度与作用力成正比 的结论 并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力 则实验中应采取的改进措施是 钩码的质量应满足的条件是 解析 1 把图乙中的点用平滑线连接后 可以看出 a m图线是曲线即非线性 2 由图象可知 小车受到钩码的拉力作用 但加速度仍为零 可能的原因是小车还受到摩擦力的作用 3 改进措施 第一图线不过原点 要平衡摩擦力 所以调整轨道的倾斜度 第二 要使小车受到合外力等于钩码的重力 要求钩码质量不能太大 即远小于小车的质量 答案 1 非线性 2 存在摩擦力 3 调整轨道倾斜度以平衡摩擦力远小于小车质量 下图为