实验四验证牛顿第二定律

1、内容首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析 实验基础实验基础自主梳理自主梳理实验基础 自主梳理 考点一实验操作及注意事项 考点二数据处理及误差分析 考点三创新实验设计 考考点点 高三物理一轮复习高三物理一轮复习 实验四 验证牛顿第二定律内容首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析 实验基础实验基础自主梳理自主梳理实验基础 自主梳理实验目的实验目的1学会用控制变量法研究物理规律学会用控制变量法研究物理规律2验证牛顿第二定律验证牛顿第二定律3掌握利用图象处理数据的方法掌握利用图象处理数据的方法实验原理实验原理探究加速度探究加速度a与力与力F及质量及质量M的关系时，应用的基本方法是控制变的关系时，应用

2、的基本方法是控制变量法，即先控制一个参量量法，即先控制一个参量小车的质量小车的质量M不变，讨论加速度不变，讨论加速度a与与力力F的关系，再控制砝码和小盘的质量不变，即力的关系，再控制砝码和小盘的质量不变，即力F不变，改变小不变，改变小车质量车质量M，讨论加速度，讨论加速度a与与M的关系的关系内容首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析 实验基础实验基础自主梳理自主梳理实验基础 自主梳理实验器材实验器材打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平板、小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电

3、源、导线、天平(带有带有一套砝码一套砝码)、刻度尺、刻度尺实验步骤实验步骤1.用天平测量小盘的质量用天平测量小盘的质量m0和小车和小车的质量的质量M0.2把一端附有滑轮的长木板放在实把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路的一端，连接好电路内容首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析 实验基础实验基础自主梳理自主梳理实验基础 自主梳理3平衡摩擦力平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动薄木板的位置，直至

4、小车在斜面上运动时可以保持板，反复移动薄木板的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态，这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小匀速运动状态，这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受重力在斜面方向上的分力平衡车所受重力在斜面方向上的分力平衡4把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘，小盘里放砝码，先把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘，小盘里放砝码，先接通电源再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点计接通电源再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点计算小盘和砝码的重力，在小盘和砝码的质量远小于小车质量的条算小盘和砝码的重力，在小盘和砝码的质量远小于小车质量的条件下，可以认

5、为等于小车所受的合外力，由纸带计算出小车的加件下，可以认为等于小车所受的合外力，由纸带计算出小车的加速度，并把力和对应的加速度填入表速度，并把力和对应的加速度填入表(一一)中中5改变小盘内砝码的个数，重复步骤改变小盘内砝码的个数，重复步骤4，并多做几次，并多做几次6保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带计算砝码和小车的总质量量，让小车在木板上滑动打出纸带计算砝码和小车的总质量内容首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析 实验基础实验基础自主梳理自主梳理实验基础 自主梳理M，并由纸带计算出小车对应的

6、加速度，并由纸带计算出小车对应的加速度7改变小车上砝码的个数，重复步骤改变小车上砝码的个数，重复步骤6，并将所对应的质量和加，并将所对应的质量和加速度填入表速度填入表(二二)中中表表(一一)实验次数实验次数加速度加速度a/(ms2)小车受力小车受力F/N1234内容首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析 实验基础实验基础自主梳理自主梳理实验基础 自主梳理表表(二二)实验次数实验次数a/(ms2)小车和砝码的总小车和砝码的总质量质量M/kg1234内容首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析 实验基础实验基础自主梳理自主梳理实验基础 自主梳理数据处理数据处理1由表由表(一一)中数据画出中数据画出a

7、F关系图象如右图所示关系图象如右图所示通过通过aF关系图象，我们可以得出小车的加速度关系图象，我们可以得出小车的加速度a与力与力F成正比成正比内容首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析 实验基础实验基础自主梳理自主梳理实验基础 自主梳理内容首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析 实验基础实验基础自主梳理自主梳理实验基础 自主梳理2摩擦力平衡不准确造成误差，在平衡摩擦力时，除了不挂小盘摩擦力平衡不准确造成误差，在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的均与正式实验一样外，其他的均与正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时比如要挂好纸带、接通打点计时器器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各相

8、邻两点间的，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各相邻两点间的距离相等距离相等3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、细绳或纸带不与木板平行等都会引起误差差、细绳或纸带不与木板平行等都会引起误差注意事项注意事项1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，并要让小车拖着纸带做匀速直线运动给小车加任何牵引力，并要让小车拖着纸带做匀速直线运动2整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的总质整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码

9、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内容首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析 实验基础实验基础自主梳理自主梳理实验基础 自主梳理3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得出只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受的条件下得出只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力到的拉力4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

10、前按器，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住小车5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对称地分布在所作直线两侧应尽可能对称地分布在所作直线两侧6作图时两轴标度比例要适当，各量须采用国际单位这样作图作图时两轴标度比例要适当，各量须采用国际单位这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些内容首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析 实验基础实验基础自主梳理自主梳理实验基础 自主梳理7为提高测量精度为提高测量精度(1)应舍掉纸带上开头比较密集的点，在后边便于测

11、量的地方找一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，则相邻计数点间的时间间隔为个点标出一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为T0.1 s.内容 考点突破考点突破题型透析题型透析首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析实验基础 自主梳理【例例1】下图为下图为“验证牛顿第二定律验证牛顿第二定律”的实验装置示意图砂和砂的实验装置示意图砂和砂桶的总质量为桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为，小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总实验中用砂和砂

12、桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小重力的大小作为细线对小车拉力的大小考点一实验操作及注意事项内容 考点突破考点突破题型透析题型透析首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析实验基础 自主梳理(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合力，先调实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行接下来还需要节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行接下来还需要进行的一项操作是进行的一项操作是()A将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节给打点计时器通电，调

13、节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动打出的纸带判断小车是否做匀速运动C将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动推小车，观察判断小车是

14、否做匀速运动 答案答案 B考点一实验操作及注意事项内容 考点突破考点突破题型透析题型透析首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析实验基础 自主梳理(2)实验中要进行质量实验中要进行质量m和和M的选取，以的选取，以下最合理的一组是下最合理的一组是 ()AM200 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gBM200 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gCM400 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gDM400 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g(1)要使细线对小车的拉要使细线对小车的

15、拉力等于小车所受的合力等于小车所受的合力，应将长木板远离定力，应将长木板远离定滑轮的一端垫起，使小滑轮的一端垫起，使小车所受重力沿木板向下车所受重力沿木板向下的分力与小车及纸带所的分力与小车及纸带所受摩擦力平衡，受摩擦力平衡，B正正确确(2)要使砂和砂桶的总重要使砂和砂桶的总重力的大小作为细线对小力的大小作为细线对小车拉力的大小，必须使车拉力的大小，必须使mM，C正确正确 解析解析 答案答案 C考点一实验操作及注意事项内容 考点突破考点突破题型透析题型透析首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析实验基础 自主梳理(3)下图是实验中得到的一条纸带，下图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F

16、、G为为7个相邻的计数个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点点，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未画出量出相邻的计数点之间的距离分别为：分别为：xAB4.22 cm、xBC4.65 cm、xCD5.08 cm、xDE5.49 cm，xEF5.91 cm、xFG6.34 cm.已知打点计时器已知打点计时器的工作频率为的工作频率为50 Hz，则小车的加速度，则小车的加速度a_m/s2(保留两位有效数字保留两位有效数字) 解析解析 答案答案 图片显图片显/ /隐隐 0.42考点一实验操作及注意事项内容 考点突破考点突破题型透析题型透析首页 上页 下页尾页考点突破

17、 题型透析实验基础 自主梳理【例例2】(2015吉林实验中学检测吉林实验中学检测)某同学设计了一个探究加速度某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力与物体所受合力F及质量及质量m关系的实验，图甲为实验装置简关系的实验，图甲为实验装置简图图(交流电的频率为交流电的频率为50 Hz)(1)图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为小为_m/s2.(保留两位有效数字保留两位有效数字)考点二数据处理及误差分析内容 考点突破考点突破题型透析题型透析首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析实验基础 自主梳理实验次数实验次数1234567

18、8小车加速度小车加速度a/(ms2)1.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.674.003.453.032.502.001.411.000.60考点二数据处理及误差分析内容 考点突破考点突破题型透析题型透析首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析实验基础 自主梳理 解析解析考点二数据处理及误差分析内容 考点突破考点突破题型透析题型透析首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析实验基础 自主梳理(3)保持小车质量保持小车质量m不变，改变砂和砂不变，改变砂和砂桶质量桶质量M，该同学根据实验数据作出

19、，该同学根据实验数据作出了加速度了加速度a随合力随合力F变化的图线如图丁变化的图线如图丁所示该图线不通过原点，其主要原所示该图线不通过原点，其主要原因是因是_. 解析解析 答案答案 (1)3.2(2)图见解析正图见解析正比关系比关系(3)未平衡摩擦未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分力或平衡摩擦力不充分考点二数据处理及误差分析内容 考点突破考点突破题型透析题型透析首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析实验基础 自主梳理【例例3】(2014高考新课标全国高考新课标全国卷卷)某同学利用图甲所示实验装某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量与钩码的质量m的对应关的对应关系图，如图乙所示实验中小车系图，如图乙所示实验中小车(含发射器含发射器)的质量为的质量为200 g，实验，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：传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：考点三创新实验设计内容 考点突破考点突破题型透析题型透析首页 上页 下页尾页考点突破 题型透析实验基础 自主梳理考点三创新实验