《（湘教考苑）2016年高三（人教版）一轮复习物理实验课件（必修部分11个实验）实验四》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（湘教考苑）2016年高三（人教版）一轮复习物理实验课件（必修部分11个实验）实验四（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 实验四 验证牛顿第二定律 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 基础自主梳理一、实验目的 1 . 学会用控制变量法研究物理规律 . 2 . 验证牛顿第二定律 . 3 . 掌握利用图象处理数据的方法 . 二、实验原理 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 , 讨论加速度 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 , 改变小车质量 m ,讨论加速度 a与 m 的关系 . 三、实验器材 打点计时器、纸带、复写 纸、小车、一端附有定滑轮的长木板
2、、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码 . 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 基础自主梳理四、实验步骤 1 . 用天平测量小盘的质量 0. 2 . 把一端附有定滑轮的长木板放在实验桌上 , 并使滑轮伸出桌面 , 把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端 , 连接好电路 . 3 . 平衡摩擦力 : 小车的尾部挂上纸带 ,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码的情况下 , 能沿木板做匀速直线运动 . 这样小车所受重力沿木板的分力与小车所受摩擦力平衡 . 在保证小盘和砝码的质量远小于小车质 量的条件下 ,可以近似认为小盘和
3、砝码的总重力大小等于小车所受的合外力的大小 . 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 基础自主梳理4 . 把小车停在打点计时器处 , 挂上小盘和砝码 ,先接通电源 ,再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑 ,打出一条纸带 . 计算小盘和砝码的重力 ,即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 ) 中 . 5 . 改变小盘内砝码的个数 , 重复步骤 4 , 并多做几次 . 6 . 保持小盘内的砝码个数不变 ,在小车上放上砝码改变小车的质量 ,让小车在木板上滑动打出纸带 , 并由纸带计算出小车对应的加速度 . 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练
4、基础自主梳理7 . 改变小车上砝码的 个数 , 重复步骤 6 , 并将所对应的质量和加速度填入表 ( 二 ) 中 . 表 ( 一 ) 实验次数 加速度 a/ ( m ) 小车受力 F/ N 1 2 3 4 表 ( 二 ) 实验次数 加速度 a/ ( m ) 小车和砝码的总质量 M/ 1 2 3 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 基础自主梳理五、数据处理 1 . 需要计算各种情况下所对应的小车加速度 , 可使用 “ 研究匀变速直线运动 ” 的方法 : 先在纸带上标明计数点 ,测量各计数点间的距离 , 根据公式a= 2计算加速度 . 2 . 需要记录各组对应的加速度 a 与小车所受牵引力
5、F , 然后建立直角坐标系 , 用纵坐标表示加速度 a ,横坐标表示作用力 F , 描点画 a F 图象 , 如果图象是一条过原点的直线 ,便证明加速度与作用力成正比 . 再记录各组对应的加速度 a 与小车和砝码总质量 M , 然后建立直角坐标系 , 用纵坐标表示加速度 a , 横坐标表示总质量的倒数1, 描点画 图象 ,如果图象是一条过原点的直线 ,就证明了加速度与质量成反比 . 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 基础自主梳理六、注意事项 1 . 一定要做好平衡摩擦力的工作 , 也就是调出一个合适的斜面 , 使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦力 . 在平衡摩擦力时 ,
6、不要把悬挂小盘的细线系在 小车上 , 即不要给小车加任何牵引力 , 并要让小车拖着纸带运动 . 2 . 整个实验平衡了摩擦力后 , 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 . 3 . 每条纸带必须在满足小车的质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出 小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力 . 4 . 改变拉力和小车与砝码质量后 , 每次开始时小车应尽量靠近打点计时器 , 并应先接通电源 , 再放开小车 ,且应在小车到达滑轮前按住小车 . 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 基础自主梳理5 . 作图象时 ,要使尽可能多的点在所作直线上 ,不在
7、直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两 侧 . 6 . 作图时两轴标度比例要选择适当 这样作图线时 , 坐标点间距不至于过密或过疏 ,误差会小些 . 7 . 为提高测量精度 ( 1 ) 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 , 而相邻计数点间的时间间隔为 T= 0 . 1s . 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 精典考题例析 ( 2 0 1 3 天津 卷 节选 ) 某实验小组利用图示的装置探究加速度与力 、 质量的关系 .( 1 ) 下列做法正确的是 ( 填字母代
8、号 ) 调节滑轮的高度 ,使牵引木块的细绳与长木板保持平行B. 在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时 ,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C. 实验时 ,先放开木块再接通打点计时器的电源D. 通过增减木块上的砝码改变质量时 ,不需要重新调节木板倾斜度基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 精典考题例析 ( 2 ) 为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力 , 应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量 木块和木块上砝码的总质量 . ( 选填 “ 远大于 ”“ 远小于 ” 或 “ 近似等于 ” ) ( 3 ) 甲、乙两同学在同一实验室 , 各取一套图示的装置放在水
9、平桌面上 , 木块上均不放砝码 , 在没有平衡摩擦力的情况下 , 研究加速度 a 与拉 力 F 的关系 ,分别得到图中甲、乙两条直线 . 设甲、乙用的木块质量分别为 m 甲 、 m 乙 , 甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为 甲 、 乙 , 由图可知 , m 甲 甲 乙 . ( 选填 “ 大于 ”“ 小于 ” 或 “ 等于 ” ) 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 精典考题例析 解析 : ( 1 ) 实验时 , 要保证牵引木块的细线与长木板平行 , 即使拉力方向与长木板平行 , A 项正确 ; 平衡摩擦力时 , 让木块的重力沿斜面的分力与摩擦力平衡 , 不能悬挂砝码桶 , B 项
10、错误 ; 实验时 , 应先接通打点计时器电源 , 再释放木块 , C 项错误 ; 整个实验过程只需平衡一次摩擦力即可 , D 项正确 . ( 2 ) 当砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块及木块上砝码的总质量时 , 才能近似认为木块运动时受的拉力等于砝码桶及桶内砝码总重力 . ( 3 ) 根据牛顿第二定律有 F - mg= 即 a= - g+1 F , 图线的斜率表示质量倒数 , 所以 m 甲 乙 . 答案 : ( 1 ) ( 2 ) 远小于 ( 3 ) 小于 大于 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 精典考题例析 某实验小组在 “ 探究加速度与物体受力的关系 ” 实验中 ， 设计出如下的
11、实验方案 ， 其实验装置如图所示 214 .6 g ， 砝码盘质量 m 0 7.8 g ， 所使用的打点计时器交流电频率 f 50 其实验步骤是：A. 按图中所示安装好实验装置；B. 调节长木板的倾角 ， 轻推小车后 ， 使小车能沿长木板向下做匀速运动；C. 取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量 m ；D. 将小车置于打点计时器旁 ， 先接通电源 ， 再放开小车 ， 打出一条纸带 ， 由纸带求得小车的加速度 a ；E. 重新挂上细绳和砝码盘 ， 改变砝码盘中砝码的质量 ， 重复 B 骤 ， 求得小车在不同合外力 F 作用下的加速度 1) 按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于
12、小车的质量？( 填 “ 是 ” 或 “ 否 ” )精典考题例析 速效提升训练 精典考题例析 (2) 实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度 a m / 3 ）某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中，如下表 象 ( 如图 ) ， 造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是 ， 从该图线延长线与横轴的交点，可求出的物理量是 ，其大小为 精典考题例析 速效提升训练 精典考题例析 解析： (1) 取下砝码盘后，小车加速运动时所受的合外力即为砝码和砝码盘的总重力 ， 而实验中的研究对象是小车 ， 因此 ， 实验中不必使砝码及砝码盘的质量远小于小车的质量 .(2) 由逐差法可得 a 2
13、210)m / m / 3) 实验中本应有 ( m 0 m ) g 由于实验中未计入砝码盘质量 m 0 ， 测得的图象与真实图象相比沿 F 轴左移 m 0 g ，图象将不过原点 m 0 g (1) 否 (2 )0 3) 在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力( 只要涉及 “ 未考虑砝码质量的因素 ” 就算正确 ) 砝码盘的重力 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 速效提升训练 1 . 在 “ 探究加速度与力、质量关系 ” 的实验中 , 有四位同学根据实验数据作出了如图所示的四幅图象 ,其中不能说明 “ 质量一定时加速度与合外力成正比 ”或 “ 合外力一定时加速度与质量成反比 ” 的是
14、 ( ) 解析 : A 图的图线反映了加速度与合外力是正比例关系 , 能说明 “ 质量一定时加速度与合外力成正比 ” ; B 图的图线反映了在合外力较大些时 , 加速度与合外力是非线性关系 , 所以 B 项错 ; C 的图线反映了加速度与质量是非线性关系 , 但不能肯定合外力一定时加速度与质量成反比 , 若要肯定这一点 , 还需作出 图线 , 看是不是正比例图线 , 所以 C 项错 , D 项对 . 答案 : 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 速效提升训练 2 . ( 2014 河南郑州质检 ) 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 . 请思考探究思路并回答下列问题 : 图 1 ( 1 ) 为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是 . A. 将木板不带滑轮的一端适当垫高 , 使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 B. 将木板带滑轮的一端适当垫高 ,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 C. 将木板不带滑轮的一端适当垫高 , 在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动 D. 将木板不带滑轮的一端适当垫高 , 在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上 基础自主梳理 精典考题例析 速效提升训练 速效提升训练 ( 2 ) 在实验中 , 得到一条打点的纸带 , 如图 2 所示 , 已知相邻计数
