《北京市东城区普通中学2017年2月高三物理复习-实验-验证牛顿第二定律--课件(共25张ppt)-(共25张ppt)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北京市东城区普通中学2017年2月高三物理复习-实验-验证牛顿第二定律--课件(共25张ppt)-(共25张ppt)（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、验证牛顿第二定律,1保持小车总质量不变，改变桶内砂的质量，即改变牵引力测出小车的相应加速度，用a-F图象验证加速度与外力成正比 2保持砂桶内砂的质量不变，往小车内加砝码，测出小车的相应的加速度，用a-M-1图象验证加速度与质量成反比,一、实验原理,小车；砝码；小桶及砂；细绳；附有滑轮的长木板；垫块；交流电源；纸带及复写纸；打点计时器；导线；天平；毫米刻度尺等,二、实验器材,1用天平测出小车的质量M. 2按如图装置把实验器材安装好，小车上不挂小桶，平衡摩擦力 3在小桶内装砂，用天平测出砂和桶的总质量m 4把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点；断开
2、电源，取下纸带，在纸带上写上编号. 5保持小车的质量不变，多次改变砂的质量，重复步骤3和4，算出每条纸带对应的加速度. 6用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F（等于砂和桶的总重力mg），作a-F图线.验证a与F的关系. 7保持砂和桶的总质量不变，多次在小车上加放砝码以改变小车的总质量，重复步骤4，求出相应的加速度。用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数1/M，作a-M-1图线，验证a与M的关系.,三、实验步骤,四、注意事项,1平衡摩擦力,（1）实验前为什么要平衡摩擦力,实验中是以小车所受牵引力（砂和桶的总重力）当作合外力的，这就要求除牵引力以外的外力合力应当为零。否则，
3、摩擦阻力将是增大实验误差的重要原因之一。,（2）应当如何平衡摩擦力,在长木板不带滑轮的一端下面垫上垫块，小车上不挂小桶，但小车后应连着纸带，打点计时器也应接通电源。接着轻推小车，让小车拖着纸带做匀速直线运动，这可从纸带上打点间距是否相等来判断，若不是匀速运动，则可通过移动垫块的位置来进行调节，直到小车做匀速运动为止。,（4）改变桶内的砂或车内的砝码的质量后是否需要重新平衡摩擦力,（3）平衡摩擦力的实质,小车所受动力（重力沿斜面分力）与小车所受阻力（包括小车所受摩擦力和打点计时器对小车后所拖纸带的摩擦力）大小相等。,2砂和桶的总质量要远远小于车和砝码的总质量（mM）.,由得,五、数据处理,1把小
4、车在不同力作用下产生的加速度填在表中，由数据画出它的a-F关系图象,通过a-F图象，我们可以得出a与力F成正比,F,2把不同质量的小车在相同力作用下产生的加速度填在表中，由数据画出它的a-M-1关系图象,通过a-M-1图象，我们可以得出a与质量M成反比,六、误差分析,1因实验原理不完善造成误差： 本实验中用砂和桶的总重力mg代替小车受到的拉力（实际上小车受到的拉力要小于砂和桶的总重力），存在误差。砂和桶的总质量越接近小车和砝码的总质量，误差就越大；反之，砂和桶的总质量越小于小车和砝码的总质量，误差就越小。因此满足m远小于M的目的就是为了减小因实验原理不完善而引起的误差。此误差可因mM而减小，但
5、不可能消去此误差.,2摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、记数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行等都会造成误差,平衡过度,平衡不足,由牛顿第二定律,若,则,其中,k减小，即m大了，未满足mM,由牛顿第二定律,其中,k减小，即M小了，未满足mM,七、高考试题,1. “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示. （1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示。计时器大点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=_m/s2.（结果保留两位有效数字）,(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放
6、在小车上挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：,(3)根据提供的实验数据作出的aF图线不通过原点，请说明主要原因,请根据实验数据作出aF的关系图象,2. 如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。,（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持_不变，用钩码所受的重力作为_，用DIS测小车的加速度。,（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。,分析此图线的OA段可得出的实验结论是_。 （单选题）此图线的AB段明
7、显偏离直线，造成此误差的主要原因是（ ） （A）小车与轨道之间存在摩擦 （B）导轨保持了水平状态 （C）所挂钩码的总质量太大 （D）所用小车的质量太大,3. （1）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别于弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d0开始时讲模板置于处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处
8、的时间。 木板的加速度可以用、表示为= ；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是（一种即可） 。, 用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是 。 A.可以改变滑动摩擦力的大小 B.可以更方便地获取多组实验数据 C.可以比较精确地测出摩擦力的大小 D.可以获得更大的加速度以提高实验精度, 改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是 。,4. 现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺。,（）填入适当的公式或文字，完善以
9、下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）： 小车自斜面上方一固定点1从静止开始下滑至斜面底端2，记下所用时间t 用米尺测量1与2之间的距离s，则小车的加速度a=_. 用米尺测量1相对于2的高h。设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力_。,（）在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是： 调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑。测量此时1点相对于斜面底端2的高度ho。 进行（1）中的各项操作。 计算与作图时用（hho）代替h。 对此方案有以下几种评论意见： . 方案正确可行 . 方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。 . 方案的理论依据有问题，小车
10、所受摩擦力与斜面倾角有关。 其中合理的意见是_。, 改变_，重复上述测量。 以h为横坐标，1/t2为纵坐标，根据实验数据作表作图。如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。,5.为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示）。实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力。,（1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车 （选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。 （2）从纸带上选取若干计数点进行测
11、量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：,请根据实验数据作出小车的v-t图像。,（3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据v-t图象简要阐述理由。,6.,在探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验中，实验装置如图乙所示：一木块放在水平光滑长木板上，左侧拴有一不可伸长的细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，重物的质量为m .木块右侧与穿过打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，木块在木板上向左做匀加速运动.图甲给出了打点计时器在纸带上打出的一些连续的点，它们之间的距离分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6，打点计时器所用交流电周期为T0. 根据给以上数据求：,（1）木块的加速度a= . （2）细线对木块的拉力T= . （3）为了减少误差,你认为应采取什么措施?,谢谢,
