创新设计浙江鸭高考物理总复习第3章牛顿运动定律实验五探究作用力和反作用力的关系学考课件

1、实验五探究作用力和反作用力的关系实验五探究作用力和反作用力的关系(学考学考)考纲解读考纲解读(1)会通过实验探究作用力和反作用力之间的关系。会通过实验探究作用力和反作用力之间的关系。(2)体验用力传感器研究作用力与反作用力关系的方法。体验用力传感器研究作用力与反作用力关系的方法。实验原理实验原理1.用弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系用弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系如图甲所示，任取如图甲所示，任取a、b两个弹簧测力计，使两挂钩钩住，两个弹簧测力计，使两挂钩钩住，b固固定，定，a用手拉着。弹簧测力计用手拉着。弹簧测力计a受到受到b的拉力的拉力fba，弹簧测力计，弹簧测力计b受到受到a的拉

2、力的拉力fab。读出此时两个弹簧测力计的示数。读出此时两个弹簧测力计的示数fa和和fb，比较比较fa和和fb的大小和方向。的大小和方向。如图乙所示，将两个弹簧测力计挂钩钩住，如图乙所示，将两个弹簧测力计挂钩钩住，b连接一块木块，连接一块木块，a用手拉着。探究在水平方向运动时，用手拉着。探究在水平方向运动时，fa和和fb的大小和方向。的大小和方向。将拉动方向改为竖直方向，如图丙所示，重复上述探究。将拉动方向改为竖直方向，如图丙所示，重复上述探究。2.用力传感器探究作用力与反作用力的关系用力传感器探究作用力与反作用力的关系如图丁所示，用两只力传感器钩住对拉。从计算机屏幕上所显如图丁所示，用两只力传

3、感器钩住对拉。从计算机屏幕上所显示的力和时间关系图线中读出不同时刻两只力传感器间的相互示的力和时间关系图线中读出不同时刻两只力传感器间的相互作用力作用力fa和和fb，比较，比较fa和和fb的大小和方向。的大小和方向。实验器材实验器材弹簧测力计弹簧测力计3个、包装用泡沫塑料若干、小刀个、包装用泡沫塑料若干、小刀1把、木块把、木块1块、块、力传感器力传感器2只、数据采集器只、数据采集器1台及计算机台及计算机1台。台。实验步骤实验步骤1.用弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系用弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系(1)探究静止状态时物体间的作用力与反作用力。探究静止状态时物体间的作用力与反作用力。取

4、其中两个弹簧测力计取其中两个弹簧测力计a、b连接在一起，连接在一起，b固定，固定，a用手拉用手拉着。在表中记下此时两弹簧测力计的示数着。在表中记下此时两弹簧测力计的示数fa和和fb。加大对。加大对a的的拉力，重复实验多次。实验中注意观察作用力与反作用力的方拉力，重复实验多次。实验中注意观察作用力与反作用力的方向及两弹簧测力计示数变化是否有先后。向及两弹簧测力计示数变化是否有先后。若若fa和和fb大小不等，可尝试以下步骤：将弹簧测力计大小不等，可尝试以下步骤：将弹簧测力计a与弹与弹簧测力计簧测力计c互拉，根据各次实验中互拉，根据各次实验中fa的大小记下对应的弹簧测的大小记下对应的弹簧测力计力计c

5、示数示数fa；将弹簧测力计；将弹簧测力计b与弹簧测力计与弹簧测力计c互拉，根据各互拉，根据各次实验中次实验中fb的大小记下对应的弹簧测力计的大小记下对应的弹簧测力计c示数示数fb。比较。比较fa与与fb的大小关系。的大小关系。(3)探究沿水平方向运动时物体间作用力与反作用力。探究沿水平方向运动时物体间作用力与反作用力。将具有将具有“记忆功能记忆功能”的弹簧测力计的弹簧测力计a和和b挂钩连接在一起，弹簧测挂钩连接在一起，弹簧测力计力计b连接一块小木块，用手拉连接一块小木块，用手拉a使木块运动一段时间后停下来。根使木块运动一段时间后停下来。根据泡沫塑料的位置读出两弹簧测力计的最大示数据泡沫塑料的位

6、置读出两弹簧测力计的最大示数fa和和fb，记录在表，记录在表中。实验中要注意观察作用力与反作用力的方向。中。实验中要注意观察作用力与反作用力的方向。若若fa和和fb大小不等，则可保持泡沫塑料的位置不变，将弹簧测力大小不等，则可保持泡沫塑料的位置不变，将弹簧测力计计a和和b分别与弹簧测力计分别与弹簧测力计c互拉，直至互拉，直至a、b两弹簧测力计的示数分两弹簧测力计的示数分别为别为fa和和fb，记下弹簧测力计，记下弹簧测力计c的示数的示数fa和和fb。比较。比较fa与与fb的大的大小关系。小关系。以不同运动状态以不同运动状态(匀速直线运动和加速运动匀速直线运动和加速运动)重复实验多次，记下重复实验

7、多次，记下相应数据。相应数据。(4)探究沿竖直方向运动时物体间作用力与反作用力。重复探究沿竖直方向运动时物体间作用力与反作用力。重复(3)中步骤。中步骤。2.用力传感器探究作用力与反作用力的关系用力传感器探究作用力与反作用力的关系(1)探究静止状态时物体间的作用力与反作用力。探究静止状态时物体间的作用力与反作用力。取取a、b两只力传感器，使两挂钩钩住，两只力传感器，使两挂钩钩住，b固定，固定，a用手拉着。用手拉着。以不同力拉以不同力拉a一段时间，通过数字化实验系统记录两传感器间的一段时间，通过数字化实验系统记录两传感器间的相互作用力相互作用力fa和和fb随时间变化的图线。随时间变化的图线。仔细

8、观察仔细观察fa和和fb所对应的两条曲线，比较不同时刻所对应的两条曲线，比较不同时刻fa和和fb大大小是否相等。实验中观察体会作用力与反作用力的方向。小是否相等。实验中观察体会作用力与反作用力的方向。任取任取8个时刻，结合图线读出这些时刻两只传感器的相互作用个时刻，结合图线读出这些时刻两只传感器的相互作用力力fa和和fb，并将所取时刻和对应的，并将所取时刻和对应的fa和和fb的值填入表中。的值填入表中。(2)探究沿水平方向运动时物体间的作用力与反作用力。重复探究沿水平方向运动时物体间的作用力与反作用力。重复(1)中步骤。中步骤。(3)探究沿竖直方向运动时物体间的作用力与反作用力。重复探究沿竖直

9、方向运动时物体间的作用力与反作用力。重复(1)中步骤。中步骤。1.使用弹簧测力计前，应先调节零刻度。使用弹簧测力计前，应先调节零刻度。2.弹簧测力计对拉时作用力要在同一直线上。弹簧测力计对拉时作用力要在同一直线上。3.实际的弹簧测力计往往存在一定的示值误差。发现两弹簧测力实际的弹簧测力计往往存在一定的示值误差。发现两弹簧测力计示数不等既不能计示数不等既不能“视而不见视而不见”也不能也不能“武断定论武断定论”。4.将弹簧测力计将弹簧测力计a和和b分别与弹簧测力计分别与弹簧测力计c互拉，通过与互拉，通过与c的示数的示数比较确定两弹簧测力计拉力是否相等，是一种比较确定两弹簧测力计拉力是否相等，是一种

10、“等效替代等效替代”的的方法。方法。考点一实验原理和操作考点一实验原理和操作5.同一实验步骤中，泡沫塑料位置必须保持不变。同一实验步骤中，泡沫塑料位置必须保持不变。6.用传感器进行实验时，也需要调零。用传感器进行实验时，也需要调零。7.用传感器对拉时要使作用力在同一直线上。用传感器对拉时要使作用力在同一直线上。1.如图所示，利用弹簧测力计探究作用力与反作用力关系的实验中：如图所示，利用弹簧测力计探究作用力与反作用力关系的实验中：(1)(多选多选)关于实验以下说法正确的是关于实验以下说法正确的是_。a.若滑块静止不动，则弹簧测力计若滑块静止不动，则弹簧测力计a对对b的拉力与的拉力与b对对a的拉力

11、大的拉力大小相等小相等b.若滑块做匀速直线运动，则弹簧测力计若滑块做匀速直线运动，则弹簧测力计a对对b的拉力与的拉力与b对对a的的拉力大小相等拉力大小相等c.若滑块做匀加速直线运动，则弹簧测力计若滑块做匀加速直线运动，则弹簧测力计a对对b的拉力与的拉力与b对对a的拉力大小不相等的拉力大小不相等d.若滑块做变加速直线运动，则弹簧测力计若滑块做变加速直线运动，则弹簧测力计a对对b的拉力与的拉力与b对对a的拉力大小不相等的拉力大小不相等(2)如图所示，在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料的作用如图所示，在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料的作用是是_。a.为了增大指针受到的阻力为了增大指针受到的

12、阻力b.可以帮助我们记录下指针示数的最大值可以帮助我们记录下指针示数的最大值c.防止指针与弹簧测力计外壳间的摩擦防止指针与弹簧测力计外壳间的摩擦d.防止测的力超过弹簧测力计的测量范围防止测的力超过弹簧测力计的测量范围解析解析(1)弹簧测力计弹簧测力计a对对b的拉力与的拉力与b对对a的拉力大小关系与运动的拉力大小关系与运动状态无关，作用力与反作用力总是大小相等。故选项状态无关，作用力与反作用力总是大小相等。故选项a、b正确。正确。(2)在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料，可以做成带在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料，可以做成带“记记忆功能忆功能”的弹簧测力计，在实验中泡沫塑料停在拉力最大

13、的位置的弹簧测力计，在实验中泡沫塑料停在拉力最大的位置上，方便我们记录指针示数。故选项上，方便我们记录指针示数。故选项b正确。正确。答案答案(1)ab(2)b1.数据处理数据处理设计表格，记录实验中的数据，对比两个力的大小和方向。设计表格，记录实验中的数据，对比两个力的大小和方向。2.误差分析误差分析(1)除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差。除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差。(2)用两个弹簧测力计或者传感器对拉时作用力不在同一直线用两个弹簧测力计或者传感器对拉时作用力不在同一直线上，导致读数不同。上，导致读数不同。考点二实验数据处理及误差分析考点二实验数据处理及误差分析1.在探究作用

14、力与反作用力关系的实验中，其中在探究作用力与反作用力关系的实验中，其中a、b是两个力传是两个力传感器。感器。(1)如图甲所示是对拉的两个传感器，传感器显示两钩子受力随如图甲所示是对拉的两个传感器，传感器显示两钩子受力随时间变化的图象如图乙所示。时间变化的图象如图乙所示。根据图象得出的结论是：根据图象得出的结论是：_；_。(2)如图丙所示，将如图丙所示，将b固定在木块固定在木块c上放开木块，用上放开木块，用a拉拉b向右运向右运动，上述结论是否仍成立？动，上述结论是否仍成立？_。解析解析(1)从题图中可以看出，两个力传感器的示数大小始终相等，从题图中可以看出，两个力传感器的示数大小始终相等，而且是

15、同时产生同时消失同时变化。而且是同时产生同时消失同时变化。(2)作用力与反作用力的大小关系与运动状态无关，所以结论成立。作用力与反作用力的大小关系与运动状态无关，所以结论成立。答案答案(1)作用力与反作用力大小相等作用力与反作用力同时产作用力与反作用力大小相等作用力与反作用力同时产生同时消失生同时消失(2)成立成立2.关于用弹簧测力计关于用弹簧测力计“探究作用力与反作用力关系探究作用力与反作用力关系”的实验，与的实验，与减小实验误差无关的操作是减小实验误差无关的操作是()a.实验时，两个弹簧测力计的拉力方向应与弹簧轴线方向一致实验时，两个弹簧测力计的拉力方向应与弹簧轴线方向一致b.在探究运动过程中的规律时，要保证弹簧测力计做匀速直线在探究运动过程中的规律时，要保证弹簧测力计做匀速直线运动运动c.检查指针是否对齐零刻度线检查指针是否对齐零刻度线d.使用之前，最好轻轻拉几次弹簧测力计的挂钩，避免弹簧被使用之前，最好轻轻拉几次弹簧测力计的挂钩，避免弹簧被壳子卡住壳子卡住解析实验时，两个弹簧测力计的拉力方向应与弹簧轴线方向解析实验时，两个弹簧测力计的拉力方向应与弹簧轴线方向一致，否则容易造成弹簧与外壳之间阻力增大，影响实验测量，一致，否则容易造成弹簧与外壳之间阻力增大，影响实验测量，选项选项a正确，正确，d正确；作用力与反作用