高考物理一轮复习 实验四 验证牛顿运动定律课件-人教版高三全册物理课件.ppt

实验四：验证牛顿运动定律1.实验目的2.实验原理探究加速度a与力F及质量m的关系时应用的基本方法3.实验器材(3)平衡摩擦力：在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块薄木板反复移动其位置直至________(填“挂”或“不挂”)小桶的小车刚好在斜面上保持________运动为止.(4)将小桶通过细绳系在小车上接通电源放开小车使小车运动用纸带记录小车的运动情况取下纸带并在纸带上(6)建立坐标系用纵坐标表示__________横坐标表示____在坐标系上描点画出相应的图象以验证____与____的5.数据处理(1)利用Δx＝aT2及逐差法求a.(2)以a为纵坐标F为横坐标根据各组数据描点如果这些点在一条过原点的直线上说明a与F成正比.6.注意事项(1)平衡摩擦力：适当垫高木板的右端使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力.在平衡摩擦力时不要把小桶系在小车上而让小车拉着打点的纸带匀速运动且在实验过程中__________重复平衡摩擦力.(2)实验条件：每次实验中均要求小车质量M______砂和小桶质量m只有这样才能使牵引小车的牵引力近似等于砂及(3)一先一后一按：改变拉力或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________________后________________且应在小车到达滑轮前按住小车.(4)作图：作图象时应使尽可能多的点在所作的直线上不在直线上的点尽可能对称分布在所作直线的两侧.7.误差分析(1)系统误差以小车和小桶整体为研究对象得mg＝(M＋m)a；以小车为考点1(1)实验中为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外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(2)实验中要进行质量m和M的选取以下最合理的一组(3)已知打点计时器使用的交变电流频率为50Hz每相邻两个计数点间还有4个点未画出利用如图S4-3所示给出的数据可求出小车运动的加速度a＝________m/s2.(计算结果保留3位有效数字)解析：(1)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力需要平衡摩擦力其方法是：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打出的纸带判断小车是否做匀速运动故B正确.(2)为了使砂和砂桶的重力等于小车所受的拉力应满足m≪M故选C.次序图S4-4(2)乙同学在探究“加速度与外力关系”的实验中得到的a-F图象如图S4-6所示则该图象中图线不过原点的原因是答案：(1)①5.00【迁移拓展】(2014年新课标Ⅰ卷)某同学利用如图S4-7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：甲(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：本题考查了验证牛顿第二定律的实验.(1)根据图中描出的各点作出的图象不是一条直线故小车的加速度和钩码的质量成非线性关系.(2)图象不过原点小车受到拉力但没有加速度原因是有摩擦力的影响.(3)平衡摩擦力之后在满足钩码质量远小于小车质量的条件下可以得出在小车质量不变的情况下拉力与加速度成正比的结论.答案：(1)非线性(2)存在摩擦力1.实验器材的创新：(1)利用光电门测滑块上的遮光条通过光电门的时间.(2)利用气垫导轨代替长木板.(3)利用力传感器测绳中拉力大小.2.实验原理的创新：利用力传感器测出细线拉力或选取整体作为研究对象消除了因不满足m≪M而带来的实验误差.3.数据处理方法的创新：考向1(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图S4-9所示(3)下列不必要的一项实验要求是________.(请填写选项前解析：(1)由题图知第6条刻度线与主尺对齐d＝2mm＋(3)拉力是直接通过力传感器测量的故与小车质量和钩码质量大小关系无关故A项不必要；应使A位置与光电门间的距离适当大些有利于减小误差故B项必要；应将气垫导轨调节水平拉力才等于合力故C项必要；要保持拉线方向与木板平面平行拉力才等于合力故D项必要.故选A.答案：(1)2.30考向2图S4-10n甲(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)下列说法正确的(5)对于挂在下面的n个钩码有nmg－F＝nma；对于小车(含剩下的钩码)有F＝[M＋(N－n)m]a；