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1、实验三：加速度与物体质量、物体受力的关系自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收1. 理解实验原理，能设计实验方案，会处理实验数据 2. 掌握控制变量法，会进行误差分析 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收1. 实验目的：学会用控制变量法研究物理规律；探究加速度与力、质量的关系；掌握利用图象处理数据的方法 2. 实验器材：_、纸带、复写纸(电火花计时器不用此器材)、小车、一端附有_的长木板、小盘、夹子、细绳、交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码、
2、小木块 3. 实验原理：采取_法，即先控制小车的质量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的关系 打点计时器 定滑轮 控制变量 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收4. 实验装置：如图所示 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收5. 实验步骤 (1) 用天平测量小盘质量m和小车质量m. (2) 按照实验装置图把实验器材安装好，但不要把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力) (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
3、的一端用薄木块稍微垫高一些，使小车在不挂小盘和砝码的情况下，使小车_下滑，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砝码的总重力大小等于小车所受的合外力的大小 匀速 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收(4) 小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上，先_后 _，取下纸带编号码 (5) 保持小车质量m不变，改变砝码和小盘的质量m0，重复步骤(4) (6) 在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a. (7) 描点作图，作a-F 图象 接通电源 放开小车 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高
4、考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收6. 实验结论 物体的加速度与合外力成_，与质量成_ 7. 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m0g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要_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_都会引起误差 反比 正比 小 平行 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收8. 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_，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
5、间隔是_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 悬挂小盘 均匀 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收(4) 实验条件：m _ m0. 只有如此，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：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近_，并应先_，后_，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 打点计时器
6、接通电源 放开小车 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收1. 实验原理 本实验利用盘和重物通过细线牵引小车做加速运动的方法研究加速度a与力F、质量m的关系实验时采用控制变量法，共分两步研究：第一步保持小车的质量m不变，改变重物质量m0的大小，测出小车运动的加速度a，验证a与 F的关系；第二步保持m0不变，改变m的大小，测出相应的a，验证a与 m的关系 实验原理与实验操作自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收2. 实验操作时的注意事项 (1)
7、在本实验中，必须平衡摩擦力，在平衡摩擦力时，不要把重物系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，让小车拖着纸带运动 (2) 安装器材时，要调整滑轮的高度，使拴小车的细绳与斜面平行，且连接小车和盘应在平衡摩擦力之后 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收(3) 改变小车的质量或拉力的大小时，改变量应尽可能大一些，但应满足盘和重物的总质量远小于小车和车上砝码的总质量盘和重物的总质量不要超过小车和车上砝码总质量的10%. (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 自主学习考点突破第三章
8、 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收典题演示1 (2016泰州一模)为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图甲所示的实验装置： 甲自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收(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 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收(2) 在实验中，得到一条如图乙所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为T
9、0.1s，且间距s1、 s2、s3、 s4、 s5、 s6已量出，则小车加速度a _m/s2.(结果保留两位有效数字) 乙 0.33 0.34 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收(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，他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图丙所示图线_(填 “”或 “”)是在轨道倾斜情况下得到的小车及车中的砝码总质量m _kg. 丙0.5 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮
10、复习导学案 物理随堂验收数据处理与误差分析 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收本实验用小盘和砝码的总重力m0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小盘和砝码的总质量越接近于小车的质量，误差越大；反之，小盘和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
11、就是为了减小因实验原理不完善而引起的误差 (3)平衡摩擦力不准造成误差在平衡摩擦力时，除了不挂盘和重物外，其他的都应跟正式实验一样(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间的距离相等 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收典题演示2 (2016南通一模)某小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律实验中，他们平衡了摩擦力，用天平测出小车的总质量，用细线所挂钩码的总重力代替小车所受的牵引力大小F. 甲 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收(1)他们还在实验时调节木板上定滑轮的高度，使
12、牵引小车的细线与木板平行这样做的目的是_ A. 避免小车在运动过程中发生抖动 B. 使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰 C. 保证小车最终能够做匀速直线运动 D. 使细线拉力等于小车受到的合力 D 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收(2)实验得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，O、 A、 B、 C、 D是在纸带上选取的计数点，相邻计数点间还有4个打的点未画出AB、 CD间的距离分别为x1、 x2，打点计时器的打点周期为T，则小车运动的加速度大小为 _乙 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收丙 自主学习考点突破第三章
13、 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收(4) 实验中画出的aF图线与理论计算得到的图线(图中已画出)有明显偏差，其原因主要是_ _. 【解析】 (1) 平衡摩擦后，细线细线 的拉力就是小车车受到的合力，用所挂钩码钩码 的重力替代，如果细线细线 不与木板平行，细线细线 拉力就会影响小车对车对 斜面的压压力，从而引起摩擦力的变变化 (2) 利用匀变变速运动动的判别别式和逐差法x2x12at2，时时间间间间 隔为为t5T0.1s. (3)(4) 不满满足小车质车质 量远远大于所挂钩码质钩码质 量时时，钩码质钩码质量不能忽略，图图象的斜率会随着钩码质钩码质 量的增大而减小 不满足小车质
14、量远大于所挂 钩码质量 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收探究物体加速度与质量的关系的实验中可以用气垫导轨来代替长木板，这样就省去了平衡小车摩擦力的麻烦；加速度是通过分析纸带求得的，力是用沙桶的重力近似得出的，如果能用别的方法(如传感器)间接或直接地测出加速度及力完成探究，就是创新设计如果能利用打点计时器及本实验控制变量法的原理研究其他问题，也是创新 实验拓展与创新 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收这类问题，在考试中越来越多，常常就是
15、“穿着实验外衣”的中等难度的推理、论证类题目，需引起重视创新设计题的特点是“源于教材，又高于教材”“题在书外，理在书中” 分析方法是：首先要审清题意，猜测命题者意图，明确实验目的，然后联想和迁移应用相关实验原理即可求解 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收典题演示3 (改编编)某同学现要探究“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量的关系”，实验器材有：一倾角可调、底端有缓冲装置的光滑长斜面、小车、时间传感器、刻度尺、弹簧测力计，钩码若干实验设置如图甲所示，重力加速度为g.当小车从自斜面上方一固定点A1处释放的同时启动时间传感器，小车运动到斜面上另一固定点A2处时，时间传感器停止计时，并记录下小车从A1运动到A2的时间，实验步骤如下： 甲 自主学习考点突破第三章 牛顿运动定律高考总复习 一轮复习导学案 物理随堂验收 按图甲安装好实验器材，用刻度尺测出A1到 A2之间
