实验验证牛顿第二定律.ppt

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1、实验四实验四 验证牛顿运动定律验证牛顿运动定律考考纲纲解解读读(1)学学会会用用控控制制变变量量法法研研究究物物理理规规律律。(2)学学会会灵灵活活运运用用图图象象法法处处理理物物理理问问题题的的方方法法。(3)探探究究加加速速度度与与力力、质质量的关系，并验证牛顿第二定律。量的关系，并验证牛顿第二定律。考查内容考查内容命题点命题点考查频率考查频率实验原理与实验操作实验原理与实验操作命题点：实验原理与实命题点：实验原理与实验操作验操作实验数据处理与误差分实验数据处理与误差分析析命题点：数据处理与误命题点：数据处理与误差分析差分析2016课标卷课标卷，23实验拓展与创新实验拓展与创新命题点命题点

2、1：实验原理的：实验原理的拓展拓展命题点命题点2：实验装置的：实验装置的创新创新命题点命题点3：实验原理的：实验原理的创新创新2015课标卷课标卷，222014课标卷课标卷，222013课标卷课标卷，221.实验方法：控制变量法。实验方法：控制变量法。2.平衡摩擦力：平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不要悬挂小盘，但小车应连着在平衡摩擦力时，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。向下

3、的分力平衡。3.不重复平衡摩擦力：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。衡摩擦力。注意事项注意事项4.实验条件：实验条件：Mm。只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小。只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力。车受到的拉力。5.一先一后一按住：一先一后一按住：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应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，后放开小车，且应在尽量靠近打点计时器，并应先接通

4、电源，后放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车。小车到达滑轮前按住小车。6.作图：作图：作图时两轴标度比例要适当，各量须采用国际单位，这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。样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些。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。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、摩擦力平衡不准确、质

5、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。纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差。误差分析误差分析1.在在“探探究究加加速速度度与与力力、质质量量的的关关系系”的的实实验验中中，需需要要平平衡衡摩摩擦擦力。平衡摩擦力时，应该让小车力。平衡摩擦力时，应该让小车()考点一实验原理与基本操作考点一实验原理与基本操作A.挂上小盘，拖上纸带，开动打点计时器挂上小盘，拖上纸带，开动打点计时器B.不挂小盘，拖上纸带，开动打点计时器不挂小盘，拖上纸带，开动打点计时器C.挂上小盘，不拖纸带挂上小盘，不拖纸带D.不挂小盘，不拖纸带不挂小盘，不拖纸带 解析平衡摩擦力时解析平衡摩擦力

6、时，应把纸带所受的摩擦阻力一起平衡掉应把纸带所受的摩擦阻力一起平衡掉，所以应让小车拖上纸带所以应让小车拖上纸带，且让打点计时器处于工作状态且让打点计时器处于工作状态，B正正确。确。答案答案B 2.在在保保持持小小车车质质量量m不不变变，探探究究加加速速度度a与与力力F的的关关系系时时，小小车车质质量量m和和小小盘盘及及盘盘中中砝砝码码质质量量m分分别别选选取取下下列列四四组组值值。若若其其他他操操作作都都正正确确，要要使使所所画画出出的的aF图图线线较较准准确确，应应选选用用的的一一组组值值是是()A.m500 g，m分别为分别为50 g、70 g、100 g、125 gB.m500 g，m分

7、别为分别为20 g、30 g、40 g、50 gC.m200 g，m分别为分别为50 g、70 g、100 g、125 gD.m100 g，m分别为分别为30 g、40 g、50 g、60 g 解析探究解析探究a与与F的关系时的关系时，应满足小车的质量远大于小盘和盘应满足小车的质量远大于小盘和盘中砝码的总质量中砝码的总质量，即即mm，故故B正确。正确。答案答案B 3.在在“探探究究加加速速度度与与力力、质质量量的的关关系系”的的实实验验中中，关关于于平平衡衡摩摩擦擦力的说法正确的是力的说法正确的是()A.“平衡摩擦力平衡摩擦力”的本质就是想法让小车受到的摩擦力为零的本质就是想法让小车受到的摩擦

8、力为零B.“平衡摩擦力平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的细绳的拉力与所受到的的本质就是使小车所受的细绳的拉力与所受到的摩擦阻力相平衡摩擦阻力相平衡C.“平衡摩擦力平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂钩码的目的就是要使小车所受的合力等于所挂钩码通过细绳对小车施加的拉力通过细绳对小车施加的拉力D.“平衡摩擦力平衡摩擦力”时应将小车在钩码通过细绳和滑轮而拉动运动时应将小车在钩码通过细绳和滑轮而拉动运动过程中进行调整过程中进行调整答案答案C 4.用用图图甲甲所所示示的的装装置置探探究究加加速速度度与与力力、质质量量之之间间的的关关系系，图图乙乙是是其其俯俯视视图图。两两个个相相同同的的小小

9、车车放放在在光光滑滑水水平平板板上上，车车左左端端各各系系一一条条细细绳绳，绳绳跨跨过过定定滑滑轮轮各各挂挂一一个个相相同同的的小小盘盘，盘盘中中可可放放砝砝码码，两两个个小小车车右右端端通通过过细细线线用用夹夹子子固固定定，打打开开夹夹子子，小小车车在在小小盘盘和和砝砝码码的的牵牵引引下下运运动动，合合上上夹夹子子，两两小小车车同同时时停停止止。实实验验中中可可以以通过在车中放砝码改变小车的质量。通过在车中放砝码改变小车的质量。(1)探究探究“加速度与质量之间的关系加速度与质量之间的关系”时，应在小盘中放质量时，应在小盘中放质量_(选填选填“相同相同”或或“不相同不相同”)的砝码；的砝码；(

10、2)实验中，两小车的加速度之比实验中，两小车的加速度之比_(选填选填“大于大于”“等于等于”或或“小于小于”)小车通过的位移之比。小车通过的位移之比。答案答案(1)相同相同(2)等于等于 1.在在“探探究究加加速速度度与与力力、质质量量的的关关系系”的的实实验验中中，下下图图给给出出的的是是实实验验中中获获取取的的一一条条纸纸带带的的一一部部分分：0、1、2、3、4、5、6是是计计数数点点，每每相相邻邻两两计计数数点点间间还还有有4个个点点(图图中中未未标标出出，打打点点计计时时器器频率为频率为50 Hz)，计数点间的距离如图所示。，计数点间的距离如图所示。(1)根据图中数据计算的加速度根据图

11、中数据计算的加速度a_ m/s2；(保留三位有保留三位有效数字效数字)(2)为减小误差，该实验要求小车的质量为减小误差，该实验要求小车的质量M跟砝码和小盘的总质跟砝码和小盘的总质量量m的关系是的关系是M_m。答案答案(1)0.496(2)2.如如图图所所示示，为为某某同同学学安安装装的的“验验证证牛牛顿顿第第二二定定律律”的的实实验验装装置置，在在小小车车的的前前端端固固定定一一个个传传感感器器，和和砂砂桶桶连连接接的的细细线线接接在在传传感感器器上上，通通过过传传感感器器可可显显示示出出细细线线的的拉拉力力。在在图图示示状状态态下下开开始始做实验。做实验。(1)从图上可以看出，该同学在装置和

12、操作中的从图上可以看出，该同学在装置和操作中的三处三处错误是错误是_。(2)若砂和砂桶的质量为若砂和砂桶的质量为m，小车和传感器的总重量为，小车和传感器的总重量为M，做好，做好此实验此实验_(填填“需要需要”或或“不需要不需要”)Mm的条件。的条件。解析解析(2)不加传感器时将砂和砂桶的重力作为细线的拉力不加传感器时将砂和砂桶的重力作为细线的拉力，而接而接了传感器后细线的拉力可以直接读出。了传感器后细线的拉力可以直接读出。答案答案(1)未平衡摩擦力；细线与木板不平行；开始实验时，小车未平衡摩擦力；细线与木板不平行；开始实验时，小车离打点计时器太远离打点计时器太远(2)不需要不需要3.在在探探究

13、究加加速速度度与与力力的的关关系系时时，小小车车的的质质量量一一定定，某某同同学学根根据据精精确的测量，记录实验数据如表所示。确的测量，记录实验数据如表所示。小车的质量小车的质量m/kg小车受的拉力小车受的拉力F/N小车的加速度小车的加速度a/(ms2)1.000.100.080.300.220.500.420.700.59(1)在下图坐标中，作出在下图坐标中，作出aF图象；图象；(2)分析图象得到的结论是分析图象得到的结论是_；(3)图象斜率的物理意义是图象斜率的物理意义是_；(4)在你所作出的在你所作出的aF图象中，图象中，F等于小盘及盘中砝码所受重力，等于小盘及盘中砝码所受重力，实际上比系小盘的细线的真实拉力实际上比系小盘的细线的真实拉力_(填填“大大”或或“小小”)。解析解析(1)图象如图所示。图象如图所示。答案见解析答案见解析