【名师伴你行】2016年高考物理一轮复习课件 实验4 验证牛顿运动定律
高考物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 实验4 验证牛顿运动定律课件 新人教版
1
解析:(3)小滑车释放后做初速度为零的匀加速直线运动满足x= 2
at2①
由题图(b)知,当x=0.8 m时,t=2.00 s,代入①式解得a=0.40 m/s2
命题点一
命题点二
(4)描点作图a-n图线如图:
(5)对钩码与小滑车组成的系统有
nmg=(m'+5m)a
n
1
a/(m·s-2)
0.20
2
3
4
5
0.58
0.78
1.00
图(b)
命题点一
命题点二
(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点,并作出a-n图象。从图
象可以看出:当物体质量一定时,物体的加速度与其所受的合外力
成正比。
图(c)
命题点一
命题点二
(5)利用a-n图象求得小车(空载)的质量为
kg(保留2位有
上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有
N=5个,每个质量均为0.010 kg。实验步骤如下:
图(a)
命题点一
命题点二
(1)将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的
小物块,使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑。
(2)将n(依次取n=1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端,其余N-n个钩码
不增加其他仪器的情况下,如何判定调节是否到位?
答:
。
(2)若取M=0.4 kg,改变m的值,进行多次实验,以下m的取值不合适
的一个是
。
A.m1=5 g
B.m2=15 g
C.m3=40 g D.m4=400 g
(3)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,其中求得
高考物理一轮复习 第3章 牛顿运动律 4 验证牛顿运动律教师用书
取夺市安慰阳光实验学校实验四验证牛顿运动定律一、实验目的1.学会用控制变量法研究物理规律.2.探究加速度与力、质量的关系.3.掌握利用图象处理数据的方法.二、实验器材小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线、纸带、天平、米尺.考点一| 实验原理与操作[母题] 某实验小组利用图实41所示的装置探究加速度与力、质量的关系．图实41(1)下列做法正确的是________(填字母代号)A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量．(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图实41示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图实42中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙．(选填“大于”“小于”或“等于”)图实42【解析】(1)探究加速度与力、质量的关系时，牵引木块的细绳应与长木板平行；平衡摩擦力时应不挂砝码桶；对于打点计时器，应先接通电源，再放开木块；平衡摩擦力后，改变木块上砝码的质量，不需要重新平衡摩擦力．选项A、D正确，选项B、C错误．(2)对于系统，根据牛顿第二定律，有a＝mgM＋m，牵引小车的拉力F＝Ma＝MmgM＋m.要使F＝mg，则M≈M＋m，即要求m≪M.(3)对于木块，根据牛顿第二定律，得a＝F－μMgM＝FM－μg，故aF图象的斜率反映了木块质量的倒数．有1m 甲>1m 乙，所以m 甲<m 乙．当F ＝0时，a ＝－μg ，即a F 图线在a 轴上的截距为－μg ，所以－μ甲g <－μ乙g ，即μ甲>μ乙．【答案】 (1)AD (2)远小于 (3)小于 大于[借题悟法·核心点拨][(2017·汕头质检)图43为验证牛顿第二定律的实验装置示意图． 图实43(1)平衡小车所受阻力的操作：取下________，把木板不带滑轮的一端垫高；接通电火花计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动．如果打出的纸带如图44所示，则应________(选填“减小”或“增大”)木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹________为止．图实44(2)图45为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象，横坐标m 为小车上砝码的质量．设图中直线的斜率为k ，在纵轴上的截距为b ，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为________，小车的质量为________．图实45【解析】 (1)平衡小车所受阻力时，需要将砝码取下；题图纸带反映了小车在做加速运动，即垫木垫高了，应减小木板的倾角，直到纸带打出的点迹均匀为止．(2)当小车上的砝码为零时，小车加速度为a 0＝1b，设小车的质量为M ，则小车受到的拉力为F ＝Ma 0＝M b ；图中直线的函数关系式为1a ＝km ＋b ，根据牛顿第二定律F ＝(m ＋M )a ，可解得：M ＝b k ，F ＝1k.【答案】 (1)砝码 减小 间隔相等(均匀) (2)1k bk考点二| 数据处理与误差分析[母题] (2017·宁德质检)某次“探究加速度a 跟物体所受合力F 和质量m 的关系”实验过程是：(1)图实46甲所示为实验装置图．图实46乙为某次实验得到的一段纸带，计数点A 、B 、C 、D 、E 间的时间间隔为0.1 s ，根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s 2(结果保留两位有效数字)．甲 乙图实46(2)保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，进行多次测量．根据实验数据做出了加速度a 随拉力F 的变化图线，如图实47所示．图中直线没有通过原点，其主要原因是图实47__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________. (3)保持砂和砂桶质量不变，改变小车中砝码质量，进行多次测量，得到小车加速度a 、质量m 及其对应的1m的数据如表中所示：a ．请在坐标纸中画出a m图线：图实48b ．根据作出的a 1m图象可以得到的结论是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.【答案】 (1)0.43 (2)实验前未平衡摩擦力(或平衡摩擦力不充分)(3)a.如图所示b ．图线为过原点的直线，表明在合外力一定时，加速度跟质量成反比[借题悟法·核心点拨]1.利用纸带求解小车的加速度[第(1)问](1)逐差法求纸带加速度的公式a ＝x 3＋x 4－x 1＋x 24T2. (2)注意对计算结果有效数字的要求.[1．(2016·全国丙卷)某物理课外小组利用图实49中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N＝5个，每个质量均为0.010 kg.实验步骤如下：【：92492145】图实49(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑．(2)将n(依次取n＝1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端，其余N－n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制st图象，经数据处理后可得到相应的加速度a.(3)对应于不同的n的a值见下表．n＝2时的st图象如图实410所示；由图实410求出此时小车的加速度(保留2位有效数字)，将结果填入下表.(4)利用表中的数据在图实411中补齐数据点，并作出an图象．从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．图实411(5)利用an图象求得小车(空载)的质量为________kg(保留2位有效数字，重力加速度g取9.8 m·s－2)．(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是________(填入正确选项前的标号)A．an图线不再是直线B．an图线仍是直线，但该直线不过原点C．an图线仍是直线，但该直线的斜率变大【解析】(3)根据题图(b)可知，当t＝2.00 s时，位移s＝0.78 m，由s ＝12at2，得加速度a＝2st2＝0.39 m/s2.(4)图象如图所示．(5)小车空载时，n＝5，加速度为a＝1.00 m/s2.由牛顿第二定律得nm0g＝(m＋nm0)a，代入数据得m＝0.44 kg.(6)若保持木板水平，则小车运动中受到摩擦力的作用，n的数值相同的情况下，加速度a变小，直线的斜率变小．绳的拉力等于摩擦力时，小车才开始运动，图象不过原点，选项B正确．【答案】(3)0.39 (4)见解析(5)0.44 (6)B2．(2017·高阳中学模拟)用图实412(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律：(1)某同学通过实验得到如图(b)所示的aF图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角________(选填“偏大”或“偏小”)．图实412(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力________砝码和盘的总重力(选填“大于”“小于”或“等于”)，为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足________的条件．(3)某同学得到如图实413所示的纸带．已知打点计时器电源频率为50 Hz.A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点．Δs＝s DG－s AD＝________ cm.由此可算出小车的加速度a＝________m/s2(保留两位有效数字)．图实413【解析】(1)根据所给的aF图象可知，当F＝0时，小车已经有了加速度a0，所以肯定是在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角偏大造成的．(2)根据牛顿定律，对小车F＝Ma，对砝码和盘mg－F＝ma，解得F＝MmgM＋m<mg，只有当M≫m时，小车受到的拉力才近似等于mg，从而减少误差．(3)由图读出s AD＝2.10 cm，s DG＝3.90 cm，所以Δs＝s DG－s AD＝1.80 cm，根据Δs＝aΔt2，解得a＝5.0 m/s2.【答案】(1)偏大(2)小于M≫m(3)1.80 5.0考点三| 实验拓展与创新●创新点1 改换装置，精确测量1．(2014·全国卷Ⅰ)某同学利用图实414(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：(a) (b)图实414(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成____________(选填“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______________________________________________________________.(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的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________________________________________ ______________________________________________________________.【解析】这是探究牛顿第二定律的实验，即(2)是探究小车加速度与钩码质量的关系，所以该实验必须平衡摩擦力，并且要保证钩码的质量远小于小车的质量．(1)由图象可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系．(2)am图线不经过原点，在m轴上有截距，即挂上小钩码后小车加速度仍为零，可能的原因是存在摩擦力．(3)本实验直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则应采取的措施是调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力，钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量．【答案】(1)非线性(2)存在摩擦力(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车的质量●创新点2 改变研究对象，巧妙消除系统误差2．(2017·合肥模拟)某同学利用如图实415所示的装置探究物体加速度与力、质量的关系．小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子，沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m，小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.图实415(1)验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从小车的盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，测量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a从打下的纸带中计算得出．多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出aF 图线，图线从理论上讲应该是______________________；图线斜率表示的物理意义为________(选填“1M＋m”或“1M”)；本次实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足M≫m；理由是_____________________________________．(2)验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持______________________________________________________________，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．本次实验中，用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，应该以________(选填“1M＋m”或“1M”)为横轴.【：92492146】【解析】(1)实验过程中小车的总质量与沙桶的总质量均是变量，但小车与沙桶(含沙)组成的系统总质量不变，所以将系统作为研究对象进行分析才能研究质量不变时加速度与合外力的关系．aF图象从理论上讲应该是一条过原点的倾斜直线，图线的斜率表示研究对象质量的倒数，即1M＋m；mg作为系统的合外力不存在系统误差，不需要满足M≫m.(2)验证合外力不变时加速度与质量的关系，即保证桶内的沙子总质量不变，研究对象仍然是小车和沙桶组成的系统．用作图法进行数据处理时应作出a1M＋m图象，图线为一条过原点的倾斜直线．【答案】(1)一条过原点的倾斜直线1M＋m不需要mg是系统的合外力(2)桶和桶内沙子的总质量不变1 M＋m●创新点3 实验原理的创新改变3．某实验小组在学习完牛顿第二定律之后，决定通过实验进一步验证“质量一定时，加速度与物体受力成正比关系”，其实验装置如图实416所示，桌面水平．用天平测得小车质量为M，砝码盘质量为m0，已知打点计时器打点周期为T.他们进行实验的具体步骤如下：图实416A．按图实416所示安装好实验装置；B．调整垫块位置，调节长木板的倾角θ，接通电源，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；D．先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量m，重复B～D步骤，求得小车在不同mg作用下的加速度a.回答下列问题：图实417(1)负责实验数据的同学记录多次实验得到的数据，并根据记录的数据画出amg图象如图实417所示．图线并没有和他们预期的那样是一条过原点的倾斜直线，请你帮助他们分析造成图线不过坐标原点的一条最主要的原因是____________________，从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是______________________，应该如何调整实验方案？______________________________.从理论上讲应该画出________图象，应该是一条过原点的倾斜直线，即可验证质量一定时，物体的加速度与其所受外力成正比．(2)调整实验方案之后，在继续实验过程中是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(选填“是”或“否”)．(3)该实验小组利用此装置完成实验验证，你觉得此实验的最大优点是________．【解析】(1)步骤B、C对应的力学关系是Mg sin θ＝(m＋m0)g＋f(f为小车运动过程中所受到的阻力)，步骤D对应的力学关系是Mg sin θ－f＝Ma，即(m＋m0)g＝Ma，所以该实验小组可以将砝码盘和砝码的总重力(m＋m0)g作为小车的合外力，而负责实验数据的同学只考虑了砝码的重力，得到的amg图线并不是过原点的倾斜直线，而是与纵轴有交点，图线不过坐标原点的主要原因是计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力．从图线延长线与横轴的交点可求出砝码盘的重力m0g.所以该实验小组应该以砝码盘和其中砝码的总重力(m ＋m0)g作为小车的合外力，画出a(m＋m0)g图象，在实验误差范围内，图线是一条过原点的倾斜直线，即可完成验证．(2)根据以上分析可知，(m＋m0)g是小车真实的合外力，与小车质量的大小M没有关系，所以不要求满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．(3)根据以上分析可知，(m＋m0)g是小车真实的合外力，且平衡摩擦力时，平衡的不仅仅是小车与木板间的滑动摩擦力，还包括纸带与装置间的摩擦力以及空气阻力，所以此实验的最大优点是不存在系统误差．【答案】(1)计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力砝码盘的重力m0g以砝码盘和其中砝码的总重力(m＋m0)g作为小车的合外力a(m＋m0)g (2)否(3)不存在系统误差视角1：换用实验器材(例如：如图所示)甲乙丙丁视角2：数据的处理方法(例如，如图所示)。
(高中物理一轮复习)高考物理一轮复习实验四 验证牛顿运动定律
2．数据处理
(1)把小车在不同力作用下产生的加速度填在下表中：
小车质量的倒
实验
加速度 小车受力
次数
a/(m·s－2)
F/N
数M1 /kg－1
1
2
3
4
由以上数据画出它的 a－F 关系图象如图所示．通过 a－F 关系图象我们可以得出， 小车的加速度 a 与力 F 成正比．
(2)把不同质量的小车在相同力作用下产生的加速度填在下表中：
1．实验步骤 (1)用天平测出小车和小盘的质量 M 和 M′，把数值记录下来． (2)按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细线系在小车上(即不 给小车加牵引力)．
(3)平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，反复移动木块 的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态，这时小车拖着纸带运动 时受到的摩擦力恰好与小车所受重力在斜面方向上的分力平衡． (4)把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，先接通电源再放开小车，打点计时器在 纸带上打下一系列的点．打点完成后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码． (5)保持小车及车内砝码的质量不变，在小盘内放入质量为 m′的砝码，重复步骤 (4)．在小盘内分别放入质量为 m″、m′′′、…的砝码，再重复步骤(4)．m′、 m″、m′′′、…的数值都要记录在纸带上(或表格内)． (6)在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，测量计数点间的距离， 算出每条纸带上的加速度的值．
次数n
1
2
3
4
5
质量M/g
100 140 180 200 240
加速度a/(m·s－2)
1.00 0.67 0.53 0.48 0.40
热点二
(通用版)高考物理大一轮复习3.4实验4验证牛顿运动定律课件新人教版
实验4 验证牛顿运动定律 一、实验目的1.学会用控制变量法研究物理规律。
2.探究加速度与力、质量的关系。
3.掌握利用图像处理数据的方法。
二、实验原理1.保持质量不变,探究加速度跟合外力的关系。
2.保持合外力不变,探究加速度与质量的关系。
3.作出a-F图像和a- 图像,确定其关系。
三、实验器材打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码、薄木块。
四、实验步骤1.称量质量——用天平测量小盘的质量m1和小车的质量m2。
2.安装器材——按照如图所示装置把实验器材安装好,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,反复移动薄木块的位置,直至小车能拉着纸带匀速下滑。
4.测量加速度(1)保持小车的质量不变,把小车靠近打点计时器,挂上小盘和砝码,先接通电源,再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑,打出一条纸带。
计算小盘和砝码的重力,即为小车所受的合力,由纸带计算出小车的加速度,并把力和对应的加速度填入表(一)中。
改变小盘内砝码的个数,并多做几次。
(2)保持小盘内的砝码个数不变,在小车上放上砝码改变小车的质量,让小车在木板上滑动打出纸带。
计算砝码和小车的总质量,并由纸带计算出小车对应的加速度,并将所对应的质量和加速m度填入表(二)中。
改变小车上砝码的个数,并多做几次。
五、数据处理1.计算加速度——先在纸带上标明计数点,测量各计数点间的距离,根据逐差法计算各条纸带对应的加速度。
2.作图像找关系——根据记录的各组对应的加速度a与小车所受牵引力F,建立直角坐标系,描点画a-F图像,如果图像是一条过原点的倾斜直线,便证明加速度与作用力成正比;根据记录的各组对应的加速度a与小车和砝码总质量m,建立直角坐标系,描点画a-图像,如果图像是一条过原点的倾斜直线,就证明了加速度与质量成反比。
六、误差分析1.测量误差(1)质量的测量。
2016高考物理(新课标)一轮全程复习构想(课件)：实验四 验证牛顿运动定律
7．改变小车砝码的个数，重复步骤 6，并将所对应的质量和 加速度填入表(二)中． 表 (一 ) 实验 加速度 次数 a/(m· s ) 1 2 3 4
－2
小车受力 F/N
表 (二 ) 实验 加速度 次数 a/(m· s－2) 1 2 3 4 小车和砝码的 总质量 M/kg
二、数据处理 1．需要计算各种情况下所对应的小车的加速度，可使用“研 究匀变速直线运动”的方法：先在纸带上标明计数点，测量各计数 点间的距离，根据公式 a＝ Δx 计算加速度． T2
细研深究
重难突破
归 /纳 /建 /模
实验过程 一、实验步骤(如图所示)
1．用天平测量小盘的质量 m0 和小车的质量 M0. 2．把一端附有定滑轮的长木板放在实验台上，并使滑轮伸出 桌面， 把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端， 连接好电路． 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，将木板无滑轮的一端稍微垫高一些，使小车在不挂小盘 和砝码的情况下，能沿木板做匀速直线运动．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．
必修1 第三章 牛顿运动定律
实验四 验证牛顿运动定律
走进教材
ZOU JIN JIAO CAI
知识回顾
基 /础 /梳 /理
夯实基础
实验四
验证牛顿运动定律
实验器材
打点计时器
、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长
木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺 、 砝码.
解题方法
JIE TI FANG FA
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． 注意事项 1．平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，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，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．
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第三章
牛顿运动定律
实验基础
实验操作
突破核心 好题演练
四、误差分析 1．以小车、小盘和砝码整体为研究对象得 mg＝(M＋m)a；以小 车为研究对象得 F＝Ma；求得 M 1 F＝ · mg＝ mg<mg. m· M＋ m 1＋ M 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，从而会引起系统误差． 2．摩擦力平衡不准确造成的误差．在平衡摩擦力时，除了不挂 小盘外，其他的均与正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时 器等)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各相邻两点间的 距离相等．
－2
小车与砝码总 小车与砝码总质量的 质量 M/kg 倒数 M 1/kg
－ －1
第三章
牛顿运动定律
实验基础
实验操作
突破核心 好题演练
三、注意事项 1 ．平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系 在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着纸带匀速 运动．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 ．实验条件：每条纸带都必须在满足小车的质量远大于小盘 和砝码的总质量的条件下打出．只有如此，小盘和砝码的总重力才 可视为小车受到的拉力． 3 ．作图：作图时，两坐标轴的比例要适当，要使尽可能多的 点落在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称地分布在所作直 线两侧．
[答案]
(1)m≪M
(2)B
第三章
牛顿运动定律
实验基础
实验操作
突破核心 好题演练
名师归纳点题破疑
1 ．本实验的两个关键步骤：一是正确平衡摩擦力，二是保证 盘及盘中砝码的总质量远小于车及车中砝码的总质量． 2．计算加速度时，为减小偶然误差，应采用逐差法．
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小车受力 F/N
第三章
牛顿运动定律
实验基础
实验操作
突破核心 好题演练
(2) 把不同质量的小车在相同力作用下产生的加速度填在下表 中： 实验次 数 1 2 3 4 1 1 由以上数据画出它的 a－M 图象及 a－M图象，若 a－m图象是 过原点的直线，证明加速度与质量成反比． 加速度 a/(m· s )
实验原理 探究加速度a与力F及质量 M的关系时，应用的基本 方法是控制变量法，即先 控制一个参量——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.
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重视实验操作 提高实验技巧
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一、实验步骤
(1)用天平测量小盘的质量 m0 和小车的质量 M0. (2)把一端附有定滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌 面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路．
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(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，将木板无滑轮的一端稍微垫高一些，使小车在不挂小盘和 砝码的情况下，能沿木板做匀速直线运动．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． (4)把小车停在打点计时器处，挂上小盘和砝码，先接通电源， 再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带． (5)改变小盘内砝码的个数，重复步骤(4)，并多做几次． (6)保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的 质量，让小车在木板上滑动打出纸带．
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[解析]
mg (1)实验中的实际加速度为 a＝ ，实验时把 mg 当 M＋ m
mg 成绳对 M 的拉力， 即忽略 m 对加速度的影响， 使加速度约为 a＝ M ， 显然需 m≪M. (2)平衡摩擦力的实质是，让重力沿斜面向下的分力与摩擦力平 衡：Mgsin θ＝μMgcos θ，只需将纸带挂上，不需施加其他外力，A 错，B 对；每次实验时应先接通打点计时器的电源，再放开小车，C 错；小车的加速度应由小车后面拖动的纸带上打出的点计算出， D 错．
(1)当M与m的大小关系满足 ________时，才可以认为绳子对小 车的拉力大小等于盘和砝码的重力．
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(2)某一组同学先保持盘及盘中砝码的总质量 m 一定来做实验， 以下做法正确的是________． A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在 小车上 B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源 mg D． 用天平测出 m 及 M， 小车运动的加速度可直接用公式 a＝ M 求出
必考部分
第三章 牛顿运动定律
实验四
验证牛顿运动定律
第三章
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网控基础点 读读有底气
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实验目的和器材 1.学会用控制变量法研究物理规 律． 实验 2．验证牛顿第二定律． 目的 3．掌握利用图象处理数据的方 法． 打点计时器、纸带、复写纸、 小车、一端附有定滑轮的长木 实验 板、小盘、夹子、细绳、低压 器材 交流电源、导线、天平、刻度 尺、砝码、薄木块．
(7)改变小车上砝码的个数，重复步骤(6)．
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二、数据处理 (1)把小车在不同力作用下产生的加速度填在下表中： 实验次数 1 2 3 4 由以上数据画出它的 a－F 关系图象， 若图象为一条过原点的直 线，证明加速度与合力成正比． 加速度 a/(m· s 2)
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突破核心
研细核心点 练透实验题
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[考点一] 实验原理与操作
[试题调研]
[调研1] 在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M
间的关系时，采用如图所示的实验装置．小车及车中砝码的总质量
用M表示，盘及盘中砝码的总质量用m表示．