实验验证牛顿第二定律.pptx

第1页/共21页注意事项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。4实实验验条条件件：Mm，只只有有如如此此，小小盘盘和和砝砝码码的的总总重重力力才才可可视视为小车受到的拉力为小车受到的拉力。5一一先先一一后后一一按按住住：改改变变拉拉力力和和小小车车质质量量后后，每每次次开开始始时时小小车车应应尽尽量量靠靠近近打打点点计计时时器器，并并应应先先接接通通电电源源，后后放放开开小小车车，且且应在小车到达滑轮前按住小车应在小车到达滑轮前按住小车。6作作图图：作作图图时时两两轴轴标标度度比比例例要要适适当当，各各量量须须采采用用国国际际单单位位，这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些。第2页/共21页误差分析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mg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。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。第3页/共21页热点一实验原理与基本操作【例1】图为“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M。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。(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_(填正确答案标号)。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m的大小，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B第4页/共21页(2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是_(填正确答案标号)。AM200 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gBM200 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gCM400 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gDM400 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g热点一实验原理与基本操作【例1】图为“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M。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。C第5页/共21页热点一实验原理与基本操作【例1】图为“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M。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。0.42(3)图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻计数点之间的距离分别为：sAB4.22 cm、sBC4.65 cm、sCD5.08 cm、sDE5.49 cm，sEF5.91 cm，sFG6.34 cm。已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度a_m/s2。(结果保留二位有效数字)。第6页/共21页1如图所示，为某同学安装的“验证牛顿第二定律”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。(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”)Mm的条件。解解析析(2)不不加加传传感感器器时时将将砂砂和和砂砂桶桶的的重重力力作作为为细细线线的的拉拉力力，而接了传感器后细线的拉力可以直接读出。而接了传感器后细线的拉力可以直接读出。答答案案(1)未未平衡摩擦力；细线与木板不平行；开始实验时，小车离打点计时器太远(2)不需要第9页/共21页热点二实验数据处理与误差分析【例2】(2014新课标全国卷，22)某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图(b)所示。实验中小车(含发射器)的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连 的计算机得到。回答下列问题：(1)根据该同学的结果，小车加速度与钩码质量成 _(填“线性”或“非线性”)关系。(2)由图(b)可知，am图线不经过原点，可能的原因是_。非非线性线性存在摩擦力存在摩擦力第10页/共21页热点二实验数据处理与误差分析【例2】(2014新课标全国卷，22)某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图(b)所示。实验中小车(含发射器)的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连 的计算机得到。回答下列问题：(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是_，钩码的质量应满足的条件是_。调整轨道倾斜度以平衡调整轨道倾斜度以平衡摩擦力摩擦力远小于小车质量远小于小车质量第11页/共21页2探究小车加速度a与小车质量M和小车所受外力F的关系时，(1)探究加速度和力的关系的实验数据描绘出的aF图象如图所示，下列说法正确的是_(填正确答案标号)。A三条倾斜的直线所对应的小车的质量相等B三条倾斜的直线所对应的小车的质量不同C直线1所对应的小车的质量最大D直线3所对应的小车的质量最大(2)由于没有始终满足小车的质量M远大于钩码的质量m的关系，结果得到的图象应是下图中的_(填正确答案标号)。BDD第13页/共21页热点三拓展创新实验探究高考命题视角以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥教材，体现开放性、探究性、设计性等特点。视角视角3实验方案的改进实验方案的改进(1)用气垫导轨和两个光电门来完成此实验用气垫导轨和两个光电门来完成此实验(2)实验方法的改进实验方法的改进视角视角4以本实验为背景，结合牛顿第二定律，以本实验为背景，结合牛顿第二定律，测量两接触面间的动摩擦因数测量两接触面间的动摩擦因数第15页/共21页【例3】某同学用图所示的装置来验证 加速度和质量成反比。在自制的双层 架子上固定平板玻璃，架子放在水平 桌面上。连接小车的细绳跨过定滑轮 与小桶相连。实验步骤如下：在两个小桶中装入适量细沙，并使两桶质量(含沙子)相同；两车紧靠架子左边的挡板，在乙车上放一个砝码，同时释放两车，当车运动一段时间后，用手机对整个装置进行拍照。在照片上，通过装置上的刻度尺，测出甲、乙两车运动距离s1、s2；在乙车上逐渐增加砝码个数，重复步骤。(1)本实验的原理是通过验证小车发生的位移与小车的质量成_，来验证合外力一定时加速度与质量成反比。(2)实验前，该同学将装置的左端适当垫高了一些，目的是_。实验过程中_(填“甲”或“乙”)车受到的拉力更接近沙桶(含沙子)的重力。反比平衡摩擦力乙甲车第16页/共21页3如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置。他在气垫导轨上安装了一个光电门B，在滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连(力传感器可测得细线上 的拉力大小)，力传 感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处 由静止释放.(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d_mm。(2)下列不必要的一项实验要求是_(填正确答案标号)。A应使A位置与光电门间的距离适当大些B应将气垫导轨调节水平C应使细线与气垫导轨平行D应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量2.25D第17页/共21页3如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置。他在气垫导轨上安装了一个光电门B，在滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连(力传感器可测得细线上 的拉力大小)，力传 感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处 由静止释放.(3)实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是_。滑块在滑块在A位置时遮光条到光电门的距离位置时遮光条到光电门的距离LD第18页/共21页谢谢您的观看！第21页/共21页