2019届高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律实验4验证牛顿运动定律课件新人教版

核心考点突破
•教材原型实验
(2017· 山东淄川一中月考)根据“探究加速度与力、 质量的关系”的 实验完成下面的题目。 导学号 21992208
ACD (1)有关实验以及数据处理，下列说法正确的是_________
A．应使砂和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小实验误差 B． 可以用天平测出小桶和砂的总质量 m 及小车和砝码的总质量 M； 根据公 mg 式 a＝ ，求出小车的加速度 M
• 三、实验步骤 • (1)称量质量：用天平测量小盘的质量和小车的质量M。 • (2)安装器材：按图把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘 的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)。 • (3)平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块 薄木块，使小车匀速下滑。这时，小车拖着纸带运动时受 到的摩擦阻力恰好与小车所受的 重力沿斜面向下的分力 _______________________ 平衡。
• (3)某学生将实验装置按如图乙所示安装好，准备接通电源后开始做实验。他 打点计时器使用直流电源；小车与打点计时器 的装置图中，明显的错误是___________________________________________ ____________________________________________(写出一条即可)。 间的距离太长；木板水平放置，没有平衡摩擦力
第三章
牛顿运动定律
实验四 验证牛顿运动定律
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基础知识梳理
核心考点突破
2年高考模拟
基础知识梳理
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一、实验目的 1．学会用控制变量法研究物理规律。 2．学会灵活运用图象法处理物理问题的方法。 3．探究加速度与力、质量的关系，并验证牛顿第二定 律。
• 二、实验原理 • 如图所示，在探究加速度a与合力F及质量M的关系时，应用的基本方法是 控制变量法 ，即先控制小车的质量M不变，讨论加速度a与_______ ____________ 力F 的关 系；再控制小盘和盘中砝码的质量m不变，即力F不变，改变小车的质量M， 质量M 的关系。 讨论加速度a与__________
六、误差分析 (1)因实验原理不完善引起误差。以小车、小盘和砝码整体为研究对象得 mg 1 M ＝(M＋m)a；以小车为研究对象得 F＝Ma；求得 F＝ · mg＝ · mg<mg。 m M＋m 1＋ M 本实验用小盘和盘中砝码的重力 mg 代替小车所受的拉力，而实际上小车所 受的拉力要小于小盘和盘中砝码的重力。小盘和砝码的总质量越小， 由此引起的 误差就越小。 (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产生误差。
• (4)小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上，先接通电源后放开 小车，取下纸带编号码。 • (5)保持小车的质量M不变，改变小盘和盘中砝码的质量 m，重复步骤(4)。 • (6)保持小盘和盘中砝码的质量m不变，改变小车质量M， 重复步骤(4)。 • 四、数据处理 • (1)在“探究加速度与力的关系”实验中，以加速度a为纵 坐标、力F为横坐标建立坐标系，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a与F成 正比；
小盘和盘中砝码的重力mg 。 小车受到的合力 ，即__________________________ ________________
Hale Waihona Puke • 五、注意事项 • (1)平衡摩擦力中的“不重复”：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。 • (2)操作中的“一先一后一按”：每次开始时小车应靠近打 点计时器，并先接通电源，后放开小车，且应在小车碰到 滑轮前按住小车。 • (3)作图中的“拟合与舍弃”：要使尽可能多的点在一条直 线上，不在直线上的点也要尽可能均匀地分布在直线的两 侧，遇到个别偏差较大的点应舍去。
C．处理实验数据时采用描点法画图象，是为了减小误差 1 D．处理实验数据时采用 a－ 图象，是为了便于根据图线直观地作出判断 M (2)某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。他
C 所得到的 a－F 关系可用图甲中哪个图表示_________ 。 (图中 a 是小车的加速度，
F 是细线对小车的拉力)
• (4)图丙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、 G为7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：xAB＝ 4.22cm、xBC＝4.65cm、xCD＝5.08cm、xDE＝5.49cm，xEF＝ 5.91cm，xFG＝6.34cm。已知打点计时器的工作频率为50Hz， 0.422(结果保留两位有效数字) 则小车的加速度a＝__________m/s
(2)在“探究加速度与质量的关系”实验中，“a 与 M 成反比”实际上就是 1 1 1 “a 与 成正比”，以 a 为纵坐标、以 为横坐标建立坐标系，如果 a－ 图线 M M M 是一条过原点的直线，就能判断 a 与 M 成反比——化曲为直法。 注意：两个图象斜率的物理意义：a－F 图线的斜率表示 1 1 小车和车中砝码质量的倒数 M __________________________ ， 即 ________ ；a－ 图线的斜率表示 M
[解析] (1)应使砂和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量， 以减小实验 误差，故 A 正确；小车的加速度应通过打点计时器打出的纸带求出，故 B 错误； 处理实验数据时应采用描点法画图象，可以减小误差，故 C 正确；为了将图象 1 画成我们熟悉的直线， 更直观反映两个变量的关系， 处理数据时应作 a－ 图象， M 故 D 正确。 (2)在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大，小车重力 沿木板向下的分力大于小车受到的摩擦力，在小桶对小车施加拉力前，小车已经 有加速度；在探究物体的加速度与力的关系时，作出的 a－F 图线在 a 轴上有截 距，故 C 正确。