2019版高考物理总复习 第三章 牛顿运动定律 3-5 实验探究 验证牛顿运动定律课件.ppt

验证牛顿运动定律 01 02 03 04 课堂互动 验证牛顿第二定律 实验装置示意图 课堂互动 课堂互动 课堂互动 课堂互动 注意事项1 实验方法 控制变量法 2 平衡摩擦力 不悬挂小盘 但小车连着纸带3 不重复 不重复平衡摩擦力 4 实验条件 M m 小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力 5 一先一后一按住 先接通电源 后放小车 且在小车到达滑轮前按住小车 6 作图 作图时两轴标度比例要适当 各量须采用国际单位 误差分析1 因实验原理不完善引起的误差 本实验用小盘和砝码的总重力mg代替小车的拉力 而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力 2 摩擦力平衡不准确 质量测量不准确 计数点间距测量不准确 纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差 题组剖析 热点一教材原型实验例1为了 探究加速度与力 质量的关系 现提供如图1所示的实验装置 1 以下实验操作正确的是 A 将木板不带滑轮的一端适当垫高 使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动B 调节滑轮的高度 使细线与木板平行C 先接通电源 后释放小车D 实验中小车的加速度越大越好 BC 2 在实验中得到一条如图2所示的纸带 已知相邻计数点间的时间间隔为T 0 1s 且间距x1 x2 x3 x4 x5 x6已量出分别为3 09cm 3 43cm 3 77cm 4 10cm 4 44cm 4 77cm 则小车的加速度a m s2 结果保留2位有效数字 题组剖析 3 有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定 探究加速度a与所受外力F的关系 他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验 得到了两条a F图线 如图3所示 图线 是在轨道倾斜情况下得到的 填 或 小车及车中砝码的总质量m kg 0 34 0 5 题组剖析 题组剖析 变式训练1 2017 淮南模拟 某实验小组利用如图4甲所示的装置进行 探究加速度与合外力的关系 的实验 1 在实验中必须平衡摩擦力 以 平衡摩擦力 当小车 运动时 摩擦力恰好被平衡 2 为了减小误差 在平衡摩擦力后 每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力 获取多组数据 若小车质量为400g 实验中每次所用的钩码总质量范围应选 组会比较合理 填选项前的字母 A 10 40gB 200 400gC 1000 2000g 倾斜木板 匀速直线 A 题组剖析 3 实验中打点计时器所使用的是 选填 交流 或 直流 电源 频率为50Hz 图乙中给出的是实验中获取的纸带的一部分 1 2 3 4 5是计数点 每相邻两计数点间还有4个打点未标出 每两个计数点间的时间间隔是 s 由该纸带可求得小车的加速度a m s2 结果保留2位小数 4 改变钩码的个数重复实验 得到加速度a与合外力F的关系如图丙所示 分析线段OA 可得出实验的结论是 答案 1 倾斜木板匀速直线 2 A 3 交流0 11 07 4 在质量不变的条件下 物体的加速度与合外力成正比 交流 0 1 1 07 在质量不变的条件下 物体的加速度与合外力成正比 课堂互动 热点二实验拓展创新1 实验器材的改进 图5 2 利用光电门测速度 如图6 3 利用位移传感器测位移 如图7 1 气垫导轨 不用平衡摩擦力 长木板 如图5 图6 图7 课堂互动 3 实验的拓展延伸以 探究加速度与力 质量的关系 为背景测量物块与木板间的动摩擦因数 2 数据测量的改进 课堂互动 例2在用DIS研究小车加速度与外力的关系时 某实验小组先用如图8a所示的实验装置 重物通过滑轮用细线拉小车 在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器 位移传感器 发射器 随小车一起沿水平轨道运动 位移传感器 接收器 固定在轨道一端 实验中力传感器的拉力为F 保持小车 包括位移传感器 发射器 的质量不变 改变重物重力重复实验若干次 得到加速度与外力的关系如图b所示 1 小车与轨道间的滑动摩擦力Ff N 2 从图象中分析 小车 包括位移传感器 发射器 的质量为 kg 3 该实验小组为得到a与F成正比的关系 应将斜面的倾角 调整到tan 0 67 0 67 0 1 题组剖析 题组剖析 A与B 题组剖析 光电门A B之间的距离x 题组剖析 备选训练 v2 2ax A 备选训练 3 下列哪些措施能够减小本实验的误差 A 实验中必须保证m2 m1B 实验前要平衡摩擦力C 细线在桌面上的部分应与长木板平行D 图中A B之间的距离x尽量小些 BC 备选训练 备选训练 2 2017 清远二模 在用DIS研究小车加速度与外力的关系时 某实验小组先用如图11a所示的实验装置 重物通过滑轮用细线拉小车 位移传感器 发射器 随小车一起沿倾斜轨道运动 位移传感器 接收器 固定在轨道一端 实验时将重物的重力作为拉力F 改变重物重力重复实验四次 列表记录四组数据 备选训练 1 在图c所示的坐标纸上作出小车加速度a随拉力F变化的图线 2 从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处 3 如果实验时 在小车和重物之间接一不计质量的微型力传感器来测量拉力F 实验装置如图b所示 从理论上分析 该实验图线的斜率将 填 变大 变小 或 不变 轨道倾角过大 变大 备选训练 备选训练 3 为了探究加速度与力 质量的关系 甲 乙 丙三位同学分别设计了如图12所示的实验装置 小车总质量用M表示 乙图中M包括小车与传感器 丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮 钩码总质量用m表示 1 为便于测量合外力的大小 并得到小车总质量一定时 小车的加速度与所受合外力成正比的结论 下列说法正确的是 A 三组实验中只有甲需要平衡摩擦力B 三组实验都需要平衡摩擦力C 三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件D 三组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件 BC 备选训练 2 图丁是用图甲装置中打点计时器所打的纸带的一部分 O A B C D和E为纸带上六个计数点 加速度大小用a表示 则OD间的距离为 cm 图戊是根据实验数据绘出的s t2图线 s为各计数点至同一起点的距离 则加速度大小a m s2 保留3位有效数字 3 若乙 丙两位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同 通过计算得到小车加速度均为a g为当地重力加速度 则乙 丙两位同学实验时所用小车总质量之比为 1 20 0 934 0 932 0 935均可 1 2 备选训练