2012高考物理总复习(精品课件) 实验四 验证牛顿运动定律

实验四验证牛顿运动定律,一、实验目的1学会用控制变量法研究物理规律2探究加速度与力、质量的关系3掌握灵活运用图象处理问题的方法,三、实验器材打点计时器，纸带及复写纸，小车，一端附有定滑轮的长木板，小盘和砝码，细绳，低压交流电源，导线，天平，刻度尺,3平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫薄木板并反复移动其位置，直到在打点计时器正常工作后，小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态为止,4记录小车内所加砝码的质量，称好砂子后将砂倒入小桶，把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，此时要调整定滑轮的高度使绳与木板平行，接通电源，放开小车，待打点计时器在纸带上打好点后取下纸带并作好标记,5保持小车总质量不变，改变砂的质量(均要用天平称量)，按步骤4中方法打好纸带并标上标记6在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，算出加速度的值,五、注意事项1在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细线系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动2每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总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,3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，且应在小车到达滑轮前按住小车4作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能均匀分布在所作直线两侧,5作图时两轴标度比例要选择适当各量应采用国际单位这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些6为提高测量精度(1)应舍掉纸带上开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个起点(2)可以把每打五次点的时间作为时间单位，即从开始点起，每五个点标出一个计数点，而相邻计数点间的时间间隔为T0.1s.,六、误差分析1质量的测量误差，纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差,2因实验原理不完善造成误差：本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力)，存在系统误差小盘和砝码的总质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，误差就越小,3平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器),(2009年江苏)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示计时器打点的时间间隔为0.02s从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离该小车的加速度a_m/s2.(结果保留两位有效数字),(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：,请根据实验数据作出aF的关系图象(3)根据提供的实验数据作出的aF图线不通过原点请说明主要原因,【答案】(1)0.16(2)见解析(3)忘记加入砝码盘的重力,(2010年山东)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合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，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.,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,1在“验证牛顿运动定律”的实验中，以下说法正确的是()A平衡摩擦力时，小桶用细线通过定滑轮系在小车上，但小桶内不能装砂B实验中应始终保持小车和砝码的质量远远大于砂和小桶的质量,C实验中如果用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比D平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力,答案：BD,答案：D,3(2010年浙江六校)在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，某小组设计了如图所示的实验装置图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过定滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使小车同时开始运动，然后同时停止,(1)在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使_；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量_小车的质量(选填“远大于”、“远小于”、“等于”)(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为_.,B保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，接好纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示,请回答下列问题：(1)图乙中纸带的_端与滑块相连(2)图乙中相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50Hz的低压交流电源，根据图乙求出滑块的加速度a_m/s2.(3)不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M_kg(g取9.8m/s2),答案：(1)右(2)1.65(3)2.97,5(2010年江苏)为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示)实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力,(1)往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车_(填选“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点(2)从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：,请根据实验数据作出小车的vt图象,(3)通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据vt图象简要阐述理由,解析：(1)实验时，应先接通电源，再释放小车(2)根据图表中数据先描点，然后用平滑的曲线连接起来,答案：(1)之前(2)(3)见解析,6(2010年成都模拟)某实验小组利用如图所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系,(2)在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验，得到如下表所示的实验