高考物理大一輪復(fù)習(xí) 實驗四 驗證牛頓運動定律課件.ppt

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,第三章 牛頓運動定律,實驗四 驗證牛頓運動定律,一、實驗?zāi)康?1．學(xué)會用控制變量法研究物理規(guī)律． 2．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系． 3．掌握靈活運用圖象處理問題的方法． 二、實驗原理(見實驗原理圖) 1．保持質(zhì)量不變，探究加速度跟合外力的關(guān)系． 2．保持合外力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系．,三、實驗器材 小車、砝碼、小盤、細繩、附有定滑輪的長木板、墊木、打點計時器、低壓交流電源、導(dǎo)線兩根、紙帶、天平、米尺． 四、實驗步驟 1．測量： 用天平測量小盤和砝碼的質(zhì)量m′和小車的質(zhì)量m. 2．安裝： 按照如實驗原理圖所示裝置把實驗器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細繩系在小車上(即不給小車牽引力) 3．平衡摩擦力： 在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，使小車能勻速下滑．,一、數(shù)據(jù)處理 1．保持小車質(zhì)量不變時，計算各次小盤和砝碼的重力(作為小車的合力)及對應(yīng)紙帶的加速度，填入表(一)中． 表(一),2.保持小盤內(nèi)的砝碼個數(shù)不變時，計算各次小車和砝碼的總質(zhì)量及對應(yīng)紙帶的加速度，填入表(二)中． 表(二),3.利用Δx＝aT2及逐差法求a. 4．以a為縱坐標(biāo)，F(xiàn)為橫坐標(biāo)，根據(jù)各組數(shù)據(jù)描點，如果這些點在一條過原點的直線上，說明a與F成正比．,二、注意事項 1．平衡摩擦力：適當(dāng)墊高木板的右端，使小車的重力沿斜面方向的分力正好平衡小車和紙帶受到的阻力．在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細繩系在小車上，讓小車?yán)螯c的紙帶勻速運動． 2．不重復(fù)平衡摩擦力． 3．實驗條件：m?m′. 4．一先一后一按：改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點計時器，并應(yīng)先接通電源，后釋放小車，且應(yīng)在小車到達定滑輪前按住小車．,5．作圖象時，要使盡可能多的點在所作直線上．不在直線上的點應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線兩側(cè)． 6．作圖時兩軸標(biāo)度比例要選擇適當(dāng).各量需采用國際單位． 三、誤差分析 1．系統(tǒng)誤差：本實驗用小盤和砝碼的總重力 m′g 代替小車的拉力，而實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的 總重力． 2．偶然誤差：摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測量不準(zhǔn)確、計數(shù)點間距測量不準(zhǔn)確、紙帶和細繩不嚴(yán)格與木板平行都 會引起誤差．,考點一 對實驗原理和注意事項的考查,考點二 對數(shù)據(jù)處理與誤差分析的考查,考點一 對實驗原理和注意事項的考查,(2013·高考天津卷)某實驗小組利用圖示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．,(1)下列做法正確的是 ________ (填字母代號)． A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細繩與長木板保持平行 B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上 C．實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源 D．通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度 (2)為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的 總 質(zhì)量__________木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量．(填“遠大于”、“遠小于”或“近似等于”),AD,遠小于,(3)甲、乙兩同學(xué)在同一實驗室，各取一套圖示 的裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼， 在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉 力F的關(guān)系，分別得到圖中甲、乙兩條直線．設(shè) 甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙，甲、乙用的木塊 與木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙，由圖可知，m甲 __________m乙 ，μ甲 ________ μ乙．(填“大于”、“小于”或“等于”),小于,大于,(2015·海淀區(qū)模擬)某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律，請回答下列有關(guān)此實驗的問題：,考點二 對數(shù)據(jù)處理與誤差分析的考查,(1)該同學(xué)在實驗前準(zhǔn)備了圖中所示的實驗裝置及下列輔助器材: A．交流電源、導(dǎo)線 B．天平(含配套砝碼) C．秒表 D．刻度尺 E．細線、砂和小砂桶 其中不必要的器材是________(填代號)． (2)打點計時器在小車拖動的紙帶上打下一系列點跡，以此記錄小車的運動情況．其中一部分紙帶上的點跡情況如圖甲所示，已知打點計時器打點的時間間隔為0.02 s，測得A點到B、C點 的 距離分別為x1＝5.99 cm、x2＝13.59 cm，則在打下點跡B時，小 車 運動的速度vB＝________m/s；小車做勻加速直線運動的加速度a＝________m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),C,0.680,1.61,(3)在驗證“質(zhì)量一定，加速度a與合外力F的關(guān)系”時，某學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的a－F圖象，其中圖線不過原點的原因是__________________________________________________， 圖線在末端彎曲的原因是___________________________________________________.,平衡摩擦力過度,砂和小砂桶的總質(zhì)量m不遠小于小車和砝碼的總質(zhì)量M,2016年高考命題角度： 1．用氣墊導(dǎo)軌替代木板，不需平衡摩擦，避免了摩擦對實驗的影響． 2．用光電門計時獲取實驗數(shù)據(jù)、計算加速度更簡便． 3．用傳感器與計算機相連，得到小車加速度，使數(shù)據(jù)處理更加快速、準(zhǔn)確．,(2014·高考新課標(biāo)全國卷Ⅰ)某同學(xué)利用圖甲所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應(yīng)關(guān)系圖，如圖乙所示．實驗中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200 g，實驗時選擇了不可伸長的輕質(zhì)細繩和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到．回答下列問題：,(1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成________(填“線性”或“非線性”)關(guān)系． (2)由圖乙可知，a－m圖線不經(jīng)過原點，可能的原因是______________________________________________． (3)若利用本實驗裝置來驗證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實驗中應(yīng)采取的改進措施是________________________________________________， 鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是________________________________________________．,非線性,存在摩擦力,調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力,遠小于小車的質(zhì)量,[點評] 該實驗屬于實驗器材的創(chuàng)新，但設(shè)置的問題仍是立足“課本實驗”，無延伸．,