物理第3章 牛顿运动定律 实验4 验证牛顿运动定律 新人教版

牛顿运动定律牛顿运动定律第 三 章实验四验证牛顿运动定律实验四验证牛顿运动定律1 1基 础 知 识 梳 理基 础 知 识 梳 理2 2核 心 考 点 突 破核 心 考 点 突 破3 32 2 年 高 考 模 拟年 高 考 模 拟基础知识梳理基础知识梳理 一、实验目的 1学会用控制变量法研究物理规律。 2学会灵活运用图象法处理物理问题的方法。 3探究加速度与力、质量的关系，并验证牛顿第二定律。 二、实验原理 如图所示，在探究加速度a与合力F及质量M的关系时，应用的基本方法是_，即先控制小车的质量M不变，讨论加速度a与_的关系；再控制小盘和盘中砝码的质量m不变，即力F不变，改变小车的质量M，讨论加速度a与_的关系。控制变量法控制变量法力力F 质量质量M 三、实验步骤 (1)称量质量：用天平测量小盘的质量和小车的质量M。 (2)安装器材：按图把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)。 (3)平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车匀速下滑。这时，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的_平衡。重力沿斜面向下的分力重力沿斜面向下的分力 (4)小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，取下纸带编号码。 (5)保持小车的质量M不变，改变小盘和盘中砝码的质量m，重复步骤(4)。 (6)保持小盘和盘中砝码的质量m不变，改变小车质量M，重复步骤(4)。 四、数据处理 (1)在“探究加速度与力的关系”实验中，以加速度a为纵坐标、力F为横坐标建立坐标系，根据各组数据在坐标系中描点。如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比；小车和车中砝码质量的倒数小车和车中砝码质量的倒数 小车受到的合力小车受到的合力 小盘和盘中砝码的重力小盘和盘中砝码的重力mg 五、注意事项 (1)平衡摩擦力中的“不重复”：平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码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。 (2)操作中的“一先一后一按”：每次开始时小车应靠近打点计时器，并先接通电源，后放开小车，且应在小车碰到滑轮前按住小车。 (3)作图中的“拟合与舍弃”：要使尽可能多的点在一条直线上，不在直线上的点也要尽可能均匀地分布在直线的两侧，遇到个别偏差较大的点应舍去。核心考点突破核心考点突破教材原型实验ACD C (3)某学生将实验装置按如图乙所示安装好，准备接通电源后开始做实验。他的装置图中，明显的错误是_ _(写出一条即可)。打点计时器使用直流电源；小车与打点计时器打点计时器使用直流电源；小车与打点计时器 间的距离太长；木板水平放置，没有平衡摩擦力间的距离太长；木板水平放置，没有平衡摩擦力 (4)图丙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，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分别为：xAB4.22cm、xBC4.65cm、xCD5.08cm、xDE5.49cm，xEF5.91cm，xFG6.34cm。已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度a_m/s2(结果保留两位有效数字)0.42 (2017湖北孝感一模)“探究加速度与物体质量、物体所受合力的关系”实验中，某同学用如图甲所示装置进行实验，砝码盘通过跨过滑轮的细线拉小车。 (1)该同学在实验中打出了一条纸带，纸带上A、B、C、D、E这些点的间距如图乙所示，其中每相邻两点间还有4个计时点未画出，根据测量结果计算：打C点时纸带的速度大小为_m/s；纸带运动的加速度大小为_ m/s2(结果保留三位有效数字)。类题演练类题演练 1 0.479 0.810 (2)若该同学平衡好摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上，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，根据小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据作出的aF图线来探究加速度与合外力的关系，此实验操作_(填“能”或“不能”)探究加速度与质量的关系。不能不能 从高考命题看，本实验拓展的角度主要有：1实验器材的改进气垫导轨替代长木板。2数据处理方法的改进小车的加速度可以利用传感器，借助于计算机来处理。3实验方案的改进(1)用气垫导轨和两个光电门来完成此实验。(2)实验方法的改进。4以本实验为背景，结合牛顿第二定律，测量两接触面间的动摩擦因数实验拓展创新 A按照图示安装好实验装置，挂上砂桶(含少量砂子)。 B调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等。 C取下细绳和砂桶，测量砂子和桶的质量m，并记下。 D保持长木板的倾角不变，不挂砂桶，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门甲和乙时显示的时间。 E重新挂上细绳和砂桶，改变砂桶中砂子的质量，重复BD步骤。 (1)若砂桶和砂子的总质量为m，小车的质量为M，重力加速度为g，则步骤D中小车加速下滑时所受合力大小为_。(忽略空气阻力) (2)用游标卡尺测得遮光片宽度d_mm。mg 6.70 D 解题导思：(1)步骤B中，说明小车做什么运动，此时细绳拉力等于多少？ (2)取下细绳和砂桶后，小车下滑时的合外力为多少？ (3)如何计算小车通过光电门的速度？类题演练类题演练 2 (1)木板倾斜程度更大时，为了保证L0.6m不变，滑块下滑到底端B点的位移将_(填“变大”“变小”或“不变”)。 (2)重复实验，他们最后作出了如图乙所示的hv2图象，图象与纵轴的交点为0.3，则滑块与木板间的动摩擦因数_。 (3)若所用木板更粗糙一些，重复上述实验步骤，得到的图象的斜率将_(填“增大”“减小”或“不变”)。变大变大 不变不变