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1、第 1页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 实验四 验证牛顿运动定律 第 2页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 核心考点导学 第 3页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 【 了解 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 【 理解 实验原理 】 探究加速度 及质量 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 讨论加速度 的关系 ， 再控制砝码和小盘的质量不变 ， 即力 改变小车质量 M
2、， 讨论加速度 的关系 第 4页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 【 知道 实验器材 】 打点计时器 、 纸带 、 复写纸片 、 小车 、 一端附有定滑轮的长木板 ， 小盘 、 砝码 、 夹子 、 细绳 、 低压交流电源 、 导线 、 天平 (带有一套砝码 )、 刻度尺 【 熟习 实验步骤 】 1 用天平测出小车和小盘的质量 ， 把数值记录下来 2 按照如图所示装置把实验器材安装好 ， 只是不把悬挂小盘的细线系在小车上 (即不给小车加牵引力 ) 第 5页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 第 6页 金版教
3、程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 3. 平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块 ， 反复移动木板的位置 ， 直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态 ， 这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受重力在斜面方向上的分力平衡 4. 把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘 ， 先接通电源再放开小车 ， 打点计时器在纸带上打下一系列的点 打点完成后切断电源 ， 取下纸带 ， 在纸带上标上纸带号码 第 7页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 5. 保持小车及车内砝码的质量不变 ， 在小盘内放入质量为
4、 m的砝码 ， 重复步骤 m， m， 的砝码 ， 再重复步骤 4. m， m， m 的数值都要记录在纸带上 (或表格内 ) 6. 在每条纸带上都选取一段比较理想的部分 ， 标明计数点 ， 测量计数点间的距离 ， 算出每条纸带上的加速度的值 第 8页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 7. 用纵坐标表示加速度 ， 横坐标表示力 ， 根据实验结果在坐标平面上画出相应的点 若这些点在一条直线上 ， 便证明了加速度与作用力成正比 . 8. 保持砝码和小盘的质量不变 ， 在小车上依次加砝码 (也需作好记录 )， 重复上述步骤 ， 用纵坐标表示加速度 a， 横坐
5、标表示小车砝码总质量的倒数 ， 在坐标平面上根据实验结果画出相应的点 ， 如果这些点是在一条直线上 ， 就证明加速度与质量成反比 第 9页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 【 警惕 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 ， 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 ， 并要让小车拖着打点的纸带运动 2 实验步骤 2、 3不需要重复 ， 即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
6、质量 ， 都不需要重新平衡摩擦力 第 10页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 3 每条纸带必须满足在小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出 只有如此 ， 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 第 11页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 5 要使尽可能多的点在所作直线上 ， 不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧 远离的点直接舍去 6 作
7、图时两轴标度比例要选择适当 各物理量须采用国际单位 这样作图线时 ， 坐标点间距不至于过密 ， 误差会小些 . 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 0.1 s. 第 12页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 【 谨慎 数据处理 】 利用图象处理数据是一种常用的重要方法 将实验中得到的数据通过描点作出图象 ， 可以非常直观地看出两个物理量之间的关系 ， 也可以有效地减小实验误差
8、 ， 确定并排除实验中测得的一些错误数据 在探究加速度与力的关系的实验中 ， 以加速度 力 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 成正比 第 13页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 在探究加速度与质量的关系的实验中， “ 加速度 a 与质量 m 成反比 ” 实际上就是 “ 加速度 a 与质量的倒数1 ，以加速度 a 为纵坐标，以质量的倒数1据 a 1能判断 a 与 m 是否成反比 第 14页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 【 细辨 误差分析 】 1 质量的测量误差 ，
9、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差 ， 拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差 2 因实验原理不完善造成误差：本实验中用重物的重力代替小车受到的拉力 (实际上小车受到的拉力要小于重物的重力 )， 存在系统误差 重物质量越接近小车的质量 ， 误差就越大；反之 ， 重物质量越小于小车的质量 ， 误差就越小 第 15页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 3 平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时 ， 除了不挂重物外 ， 其他的都跟正式实验一样 (比如要挂好纸带 、 接通打点计时器 )， 匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各点的距离相等 . 第 16页
10、 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 考向案例研究 第 17页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 例 1 2012安徽理综 ， 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 第 18页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 (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 ( ) A 将长木板水平放置
11、 ， 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 第 19页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 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 第 20页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 (
12、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 第 21页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 (3)图 2是实验中得到的一条纸带 ， A、 B、 C、
13、D、 E、 F、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： 0 则小车的加速度a _m/果保留两位有效数字 ) 图 2 第 22页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 (一 )名师分析解题 (1)需要将长木板一端适当垫起一定高度 ， 以平衡摩擦力 ，完成此项工作的标志就是不挂砂桶条件下小车能带动纸带匀速运动 (通过打点计时器点痕间隔是否均匀判定 ) 第 23页 金版教程 高三物理 第三章 实验四 核心考点导学 考向案例研究 限时规范特训 (二 )调用所学解题 (1)B (2)C (3)2) 根据实验原理：实验中小车的实际加速度为 a m，实验时把 成对 M 的拉力，即忽略 m 对加速度的影响，使加速度约为 a
