《2013版物理一轮精品复习学案 实验四 验证牛顿运动定律（必修1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013版物理一轮精品复习学案 实验四 验证牛顿运动定律（必修1）（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 【考纲全景透析】一、验原理探究加速度 a 与力 F 及质量 m 的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控制一个参量小车的质量 m 不变，探究加速度 a 与力 F 的关系；再控制小盘和砝码的质量不变，即力 F 不变，探究加速度 a 与小车质量 m 验器材打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码. 【热点难点全析】一、小车的质量 使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，车的尾部挂上纸带，纸带穿过打点计时器的限位孔，将木板无滑轮的一端稍微垫高一些，使小车在不挂小盘和砝
2、码的情况下，以近似认为小盘和砝码的总重力大小等于小车所受的合外力的大小. 上小盘和砝码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，为小车所受的合外力，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(一)复步骤 4，小车上放上砝码改变小车的质量，复步骤 6，并将所对应的质量和加速度填入表(二) （1 ） 以小车、小盘和砝码整体为研究对象得 M+m)a;以小车为研究对象得 F=得本实验用小盘和砝码的总重力 替小车的拉力，差越大；反之，小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，足小盘和砝码的总质量远小于小车的质量的目的就是为了减小因实验原理不完善而引起的误差.（2 ）摩擦力平衡不准确、质量测量
3、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. 【例 1】在利用打点计时器和小车来做 “验证牛顿运动定律” 的实验时，下列说法中不正确的是() 平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上B连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行C平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车【答案】【详解】本题考查实验过程中应注意的事项，选项 中平衡摩擦力时，不能将砝码盘及盘内砝码(或小桶)通过细绳拴在小车上， 错；选项 B、C、D 符合正确的操作方法，B、C 、 D 对， 错二、就是调出一个合适的斜面，要把悬挂小盘的细线系在小车上
4、，即不要给小车加任何牵引力，管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，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，使尽可能多的点在所作直线上，标点间距不至于过密，)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.(2)可以把每打五次点的时间作为时间单位，即从开始点起，每五个点标出一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为 T=0.1 s.【例 2】在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用 M 表示，盘及盘中的砝码质量用 m 表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计
5、数器打上的点计算出：(1)当 M 与 m 的大小关系满足时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力。 （2 ）一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定,探究做加速度与质量的关系 ,以下做法错误的是:( )平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上B每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源D小车运动的加速度可用天平测出 m 以及小车质量 M，直接用公式 a 求出。（3 ）在保持小车及车中的砝码质量质量 M 一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，二位同学得到的 aF 关系分别如下图 C、D 所示(a 细线
6、作用于小车的拉力)。其原因分别是：C 图： ，D 图： 。光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：mM C 图平衡摩擦力时，长木板的倾角过大了，D 图没有平衡摩擦力或木板的倾角过小 v【高考零距离】【2012 年】23 012全国卷 图 6 为验证牛顿第二定律的实验装置示意图图中打点计时器的电源为 50 交流电源，打点的时间间隔用 t 表示在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系 ”图 6(1)完成下列实验步骤中的填空：平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列_的点按住小车，
7、在小盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量 m.按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤.在每条纸带上清晰的部分，每 5 个间隔标注一个计数点测量相邻计数点的间距m 相对应加速度 a.以砝码的质量 m 为横坐标， 为纵坐标，在坐标纸上作出 m 关系图线若加速度与1a 1 与 m 应成_关系 (填“ 线性”或“ 非线性”)1a(2)完成下列填空：()本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_()设纸带上三个相邻计数点的间距为 s1、 用 s1、 t
8、表示为 a用米尺测量某一 纸带上的 s1、情况，由图可读出_mm，_此求得加速度的大小 a_m/光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ()图 8 为所得实验图线的示意图设图中直线的斜率为 k，在纵轴上的截距为 b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为_，小车的质量为_23 答案 (1)等间距线性(2)( )远小于小车和砝码的总质量(“ 远小于小车的质量”)() t2() 1k 析 (1)若小车匀速运动，则在相等的时间内运动的位移相等，所以打下的点是均匀的小车和砝码受到的拉力等于小盘和物块的重力，根据牛顿第二定律，小车和砝码的加速度 a ， m，可见 m 图象是一条过原点的直线m 1a a(2)
9、( )设绳子拉力为 T，据牛顿第二定律，对于小盘和重物：T于小车和砝码：T(Mm)a，联立解得 T ，只有当 Mm，T子的拉力才)根据逐差法，s2sa(5t)2，s3s a(5t)2，所以 s32s2a(5t)2，得 a t2()从关系式 m 可以看出， m 图象的斜率 k ，所以绳子拉力1a a 1，图象纵轴截距的意义是 b，则 M 012安徽卷 图 10 为“ 验证牛顿第二定律”的实验装置示意图砂和砂桶的质量为 m，小车和砝码的总质量为 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来还需要进行的一项操作是()图 10光世昌老师高
10、中物理精品资源免费下载地址 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 m 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，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动(2)实验中要进行质量 m 和 M 的选取，以下最合理的一组是 ()M 200 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 200 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 M400 g， m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 400 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g(3)图 11 是实验中得到的一条纸带， 、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：s Bcm、cm、cm、cm、cm、
