《（导与练）2015年高三物理大一轮复习（人教版适用）课件实验4 验证牛顿运动定律（基本实验要求，实验热点聚焦，40张PPT）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（导与练）2015年高三物理大一轮复习（人教版适用）课件实验4 验证牛顿运动定律（基本实验要求，实验热点聚焦，40张PPT）（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 实验四 验证牛顿运动定律 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 注意事项 1 实验方法： 控制变量法 2 平衡摩擦力： 在平衡摩擦力时 ， 不要悬挂小盘 ， 但小车应连着纸带且接通电源 用手给小车一个初速度 ， 如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的 ， 表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡 3 不重复平衡摩擦力： 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 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 4 实验条件： M 小盘和砝码的总重
2、力才可视为小车受到的拉力 5 一先一后一按住： 改变拉力和小车质量后 ， 每次开始时小车应尽量靠近打点计时器 ， 并应先接通电源 ， 后放开小车 ， 且应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 这样作图线时 ， 坐标点间距不至于过密 ， 误差会小些 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 误差分析 1 因实验原理不完善引起误差以小车、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 求得 F m 11 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 本实验用小盘和砝码的总重力 而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力 小盘和
3、砝码的总质量越小于小车的质量 ， 由此引起的误差就越小 因此 ， 满足小盘和砝码的总质量远小于小车的质量的目的就是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 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 热点一 实验原理与操作 【 典例 1】 (2012安徽高考 21 )图 1为 “ 验证牛顿第二定律 ” 的实验装置示意图 砂和砂桶的总质量为 m， 小车和砝码的总质量为 图 1 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 (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
4、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 ( ) A 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 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 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 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 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验
5、(2)实验中要进行质量 的选取 ， 以下最合理的一组是 ( ) A M 200 g， m 10 g、 15 g、 20 g、 25 g、 30 g、 40 g B M 200 g， m 20 g、 40 g、 60 g、 80 g、 100 g、 120 g C M 400 g， m 10 g、 15 g、 20 g、 25 g、 30 g、 40 g D M 400 g， m 20 g、 40 g、 60 g、 80 g、 100 g、 120 g 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 (3)图 2是实验中得到的一条纸带 ， A、 B、 C、 D、 E、 F、个相邻的计数点 ， 相邻的两
6、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： cm，0 则小车的加速度 a _m/结果保留二位有效数字 ) 图 2 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 解析 (1)小车在运动过程中受到重力 、 支持力 、 纸带的拉力 、 木板对小车的摩擦力和细线拉力的作用 为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合力 ， 因此应把木板的一端垫起适当的高度 ， 以使重力 、 支持力 、 纸带的拉力和摩擦力的合力为零 ， 即小车做匀速运动 ， 因此在进行这一操作时 ， 不应挂砂桶 ， 小车应连接纸带 ， A、 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 (2)由于绳子的拉力不易测量 ， 本实验
7、中用砂和砂桶的总重力来代替绳的拉力 ， 而砂桶做加速运动 ， 设加速度大小为 a， 则 m(g a)， 当砂桶的加速度很小时 ， 因此实验中应控制实验条件 ， 使砂桶的加速度很小 只有当小车的质量远大于砂和砂桶的总质量时 ， 小车和砂桶的加速度才很小 ， 绳的拉力才近似等于砂和砂桶的总重力 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 ( 3) 相邻两计数点间的时间 T 0.1 s ，由 x a x x x x x x 3 T 2 ，代入数据解得 a m / 答案 (1)B (2)C (3)本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 【 跟踪短训 】 1 如图 3所示 ， 为某同学安装的 “ 验证牛顿
8、第二定律 ” 的实验装置 ， 在小车的前端固定一个传感器 ， 和砂桶连接的细线接在传感器上 ， 通过传感器可显示出细线的拉力 在图示状态下开始做实验 图 3 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 (1)从图上可以看出 ， 该同学在装置和操作中的主要错误是 _. (2)若砂和砂桶的质量为 m， 小车和传感器的总重量为M ， 做好此实验 _( 填 “ 需要 ” 或 “ 不需要 ” )M 解析 (2)不加传感器时将砂和砂桶的重力作为细线的拉力 ， 而接了传感器后细线的拉力可以直接读出 答案 (1)未平衡摩擦力；细线与木板不平行；开始实验时 ， 小车离打点计时器太远 (2)不需要 基本实验要求 实
9、验热点聚焦 拓展创新实验 热点二 实验数据处理与误差分析 【 典例 2】 某实验小组在实验室探究加速度和力 、 质量的关系 (1)甲同学在小车所受合外力不变时 ， 改变小车的质量 ，得到数据如下表所示： 实验次数 小车质量m / k g 小车加速度 a /( m / 小车质量的倒数1m/ k g 11 2 3 4 5 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 a. 根据表中数据，在图 4 甲的坐标系中描出相应的实验数据点，并作出 a 1 b 由 a 1得出的结论为 _ _ _ _ c 小车受到的合力大约为 _ ( 结果保留两位有效数字 ) 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 (2)乙同学
10、在保持小车质量不变的情况下 ， 通过多次改变对小车的拉力 ， 由实验数据作出的 a 图线不过原点的原因是 _， 小车的质量为_保留两位有效数字 ) 图 4 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 解析 ( 1) c . 由牛顿第二定律 F ， a 图线的斜率等于小车所受的合外力，大小为 F . ( 2) 由图象可知拉力等于零时，小车加速度不等于零，故木板倾角过大；由牛顿第二定律 F a F 1m，即图线的斜率等于小车质量的倒数，小车质量大小为 m g 2.0 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 答案 ( 1) a. a 1 b 在物体受外力不变时，物体的加速度与质量成反比 C ( 2)
11、 木板倾角过大 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 【 跟踪短训 】 2 某组同学设计了 “ 探究加速度 及质量 实验 图 5甲为实验装置简图 ， 实验中认为细绳对小车拉力 小车运动的加速度 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 (1)图 5乙为某次实验得到的纸带 ， 已知实验所用电源的频率为 50 点时的速度为 _m/s， 小车的加速度大小为 _m/结果均保留两位有效数字 ) 图 5 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 (2)在 “ 探究加速度 时 ， 某同学按照自己的方案将实验数据都在坐标系中进行了标注 ， 但尚未完成图象 (如图 6甲所示 ) 请继续帮助该同学作出坐标系中
12、的图象 (3)在 “ 探究加速度 的关系 ” 时 ， 该同学根据实验数据作出了加速度 的图线如图 6乙所示 ， 该图线不通过坐标原点 ， 试分析图线不通过坐标原点的原因 答： _. 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 图 6 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 解析 ( 1) 段位移的平均速度等于 段时间中间时刻的瞬时速度，即 B 点的瞬时速度，故 B 10 24 s 1.6 m /s. 由逐差法求解小车的加速度， a 4 2 T 2 10 24 2 2 m /3.2 m / 基本实验要求 实验热点聚焦 拓展创新实验 (2)将坐标系中各点连成一条直 线 ， 连线时应使直线过尽可能 多的点 ， 不在直线上的点应大 致对称分布在直线的两侧 ， 离
