高考物理 一轮复习 第3章 第四节 实验 验证牛顿运动定律1
(统考版)高考物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第1讲 牛顿运动定律的理解学生用书
第1讲 牛顿运动定律的理解必备知识·自主排查一、牛顿第一定律 惯性1．牛顿第一定律(1)内容：一切物体总保持________________运动状态或________________，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态．(2)适应条件．①宏观、________运动的物体．②物体处于惯性参考系中．2．牛顿第一定律的意义(1)指出了一切物体都有________．(2)指出力不是________物体运动状态的原因，而是________物体运动状态的原因，即产生________的原因．3．惯性(1)特点：惯性是一切________都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动情况和受力情况无关．(2)表现形式①在物体不受外力时，惯性表现为保持原来的运动状态．②在物体受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变．二、牛顿第二定律 力学单位制1．牛顿第二定律(1)内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成________，跟它的质量成________，加速度的方向跟作用力的方向________．(2)表达式：F＝________．(3)适用范围①牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面________或____________的参考系．②牛顿第二定律只适用于________物体(相对于分子、原子等)、________运动(远小于光速)的情况．2．力学单位制(1)单位制：由________单位和________单位一起组成了单位制．(2)基本单位：基本物理量的单位．基本物理量共七个，其中力学有三个，是________、________、________，其国际制单位分别是________、________、________．(3)导出单位：由基本物理量根据______________推导出来的其他物理量的单位．三、牛顿第三定律1．作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是________的，一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体同时对前一个物体也施加力．2．内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向________、作用在_ _______________．3．表达式：F＝－F′.,生活情境1.一辆货车在公路上行驶，司机突然发现前面有异常情况，紧急刹车，货车在公路上行驶一段距离后安全停车，则(1)货车刹车后还要行驶一段距离，是因为货车具有惯性．( )(2)货车刹车后，运动一段距离停了下来，是因为没有牵引力维持其运动．( )(3)货车运动过程中，路面对车轮的摩擦力与车轮对路面的摩擦力等大反向．( )(4)在结冰的路面上，货车的刹车距离变长，是因为车轮与路面间的摩擦力变小了．( )(5)货车所受重力与水平路面对货车的支持力，是一对平衡力．( )(6)货车加速运动时，牵引力大于阻力，若牵引力变小，则货车速度可能继续增加．( )教材拓展2.[人教版必修1P70科学漫步](多选)小华坐在一列正在行驶的火车车厢里，突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，假设桌面是光滑的，则下列说法正确的是 ( )A．作用力与反作用力大小时刻相等B．作用力与反作用力作用在同一物体上C．作用力与反作用力大小同时变化D．作用力与反作用力方向相反关键能力·分层突破考点一 牛顿第一定律的理解与应用1．牛顿第一定律不是实验定律，是在可靠的实验事实(如伽利略斜面实验)基础上采用科学的逻辑推理得出的结论．2．惯性是物体保持原来运动状态的性质，与物体是否受力、是否运动及所处的位置无关，物体的惯性只与其质量有关，物体的质量越大则其惯性越大；牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因．跟进训练1.漫画中的情景在公交车急刹时常会出现．为提醒乘客注意，公交公司征集到几条友情提示语，其中对惯性的理解正确的是( )A.站稳扶好，克服惯性 B．稳步慢行，避免惯性C．当心急刹，失去惯性D．谨防意外，惯性恒在2．(多选)下列各图所示现象中，利用了惯性的是( )A．自行车滑行 B．使锤子套紧C．系好安全带D．跳远助跑3．(多选)“复兴号”高铁在某段水平轨道上匀速行驶，假设高铁上固定着盛满水的纸杯．若突然发现纸杯中的水向右洒出，如图所示，则关于高铁在此种情况下的运动，下列描述正确的是( )A．高铁匀速向左运动B．高铁可能突然向左加速运动C．高铁可能突然向左减速运动D．高铁可能突然向右减速运动考点二 牛顿第三定律的理解及应用1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”2．相互作用力与平衡力的比较作用力和反作用力一对平衡力不同点受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系同时产生，同时消失不一定同时产生、同时消失叠加性两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零力的性质一定是同性质的力性质不一定相同相同点大小、方向,大小相等，方向相反，作用在同一条直线上跟进训练4.如图所示，有两个穿着溜冰鞋的人站在冰面上，当其中一个人A从背后轻轻推另一个人B 时，两个人都会向相反方向运动，这是因为A 推B 时 ( )A ．A 与B 之间有相互作用力B ．A 对B 的作用在先，B 对A 的作用在后C ．B 对A 的作用力小于A 对B 的作用力D ．A 对B 的作用力和B 对A 的作用力是一对平衡力5．[2022·浙江大学附属中学高三模拟]以下对课本中的图片描述正确的是( )A ．图甲中是在静止状态下用传感器探究作用力与反作用力的关系，加速状态不行B ．图乙中运动员顶球时，运动员对球的力与球本身重力大小是相等的C ．图丙中电梯加速上升，此时人对体重计的压力大于体重计对他的支持力D ．图丁中汽车车轮受到的摩擦力与地面受到的摩擦力是一对作用力与反作用力6．如图所示，人站在船上撑竿使船离岸，在此过程中 ( )A ．竿对岸的作用力大于岸对竿的作用力B ．人与船之间存在着相互作用的摩擦力C ．岸对竿的作用力使船的运动状态发生改变D ．人受到的重力和竿对人的作用力是一对平衡力考点三 对牛顿第二定律的理解1．牛顿第二定律的性质2．动力学中的三个决定关系(1)力与物体的质量决定加速度．(2)加速度与时间决定速度变化量．(3)速度方向与加速度方向(或合力方向)决定物体的运动性质．角度1对加速度、合力关系的理解例1 (多选)关于速度、加速度、合力的关系，下列说法正确的是( )A．原来静止在光滑水平面上的物体，受到水平推力的瞬间，物体立刻获得加速度B．加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同C．在初速度为0的匀加速直线运动中，速度、加速度与合力的方向总是一致的D．合力变小，物体的速度一定变小解题心得： 角度2牛顿第二定律的应用例2. [2021·沈阳市质监]如图所示，一只雪橇在水平拉力F的作用下沿水平面向右做直线运动，若水平面粗糙程度相同，则下列几种运动中拉力最大的是( )A．以3 m/s的速度匀速运动B．以4 m/s的速度匀速运动C．以1 m/s2的加速度匀加速运动D．以2 m/s2的加速度匀加速运动解题心得： 跟进训练7．如图，载货车厢通过悬臂固定在缆绳上，缆绳与水平方向夹角为θ，当缆绳带动车厢以加速度a斜向上做匀加速运动时，货物在车厢中与车厢相对静止，则货物与车厢间的动摩擦因数至少为(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g)( )A．a sinθg+a cosθB．a cosθg+a sinθC．a sinθg−a cosθD．a cosθg−a sinθ第三章 牛顿运动定律第1讲 牛顿运动定律的理解必备知识·自主排查一、1．(1)匀速直线 静止状态(2)低速2．(1)惯性 (2)维持 改变 加速度3．(1)物体二、1．(1)正比 反比 相同 (2)ma(3)①静止 匀速直线运动 ②宏观 低速2．(1)基本 导出(2)长度 质量 时间 米 千克 秒(3)物理关系三、1．相互2．相反 同一条直线上生活情境1．(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)√教材拓展2．答案：ACD关键能力·分层突破1．解析：惯性是物体具有的保持原来运动状态的性质，是物体固有的属性，不能被克服或避免，也不会失去，故A、B、C错误，D正确．答案：D2．解析：自行车原来处于运动状态，当不再蹬自行车时，由于惯性，自行车仍然能滑行一段距离，该现象是利用惯性，故选项A正确；锤头和锤柄一起向下运动，当锤柄撞在地上静止时，锤头由于惯性继续向下运动，可以紧套在锤柄上，该现象利用了锤头的惯性，故选项B正确；汽车高速行驶时，如果遇到紧急情况刹车，人由于惯性还要保持原来的高速运动，会撞到前面物体造成损伤，所以驾驶员要使用安全带，这是防止惯性带来的伤害，故选项C错误；跳远运动员助跑是为了起跳前使自己处于运动状态，起跳后，人由于惯性会跳的更远，该现象是利用惯性，故选项D正确．答案：ABD3．解析：若高铁正在向左匀速运动，突然加速，则碗中的水由于惯性仍保持原有的速度，就会向右洒出，B正确；如果小车正向右匀速运动，突然减速，则碗中的水由于惯性仍保持原来的速度，就会向右洒出，D正确．答案：BD4．解析：A推B时A与B之间有相互作用力，作用力与反作用力同时产生，大小相等，分别作用在不同的物体上，选项A正确，B、C、D错误．答案：A5．答案：D6．解析：竿对岸的作用力与岸对竿的作用力是一对作用力与反作用力，则大小相等，选项A错误；人与船之间有相对运动的趋势，可知人与船之间存在着相互作用的摩擦力，选项B正确；人对船的作用力使船的运动状态发生改变，选项C错误；人受到的重力与竿对人的作用力不在同一直线上，不是一对平衡力，选项D错误．答案：B例1 解析：加速度与力同时产生、同时消失、同时变化，选项A正确；加速度的方向由合力方向决定，但与速度方向无关，选项B正确；在初速度为0的匀加速直线运动中，合力方向决定加速度方向，加速度方向决定末速度方向，选项C正确；合力变小，物体的加速度一定变小，但速度不一定变小，选项D错误．答案：ABC例2 解析：当匀速拉动雪橇时，F＝μmg；当雪橇匀加速运动时，由牛顿第二定律有F－μmg＝ma，解得F＝m(μg＋a)．可见匀加速运动时拉力大于匀速运动时拉力，且加速度越大，拉力越大，D项正确，A、B、C项错．答案：D7．解析：将加速度分解为水平和竖直两个方向，以货物为研究对象，在水平方向有F f＝ma x＝ma cos θ，在竖直方向有F N－mg＝ma y＝ma sin θ，F f＝μF N联立解得μ＝a cosθ，选项B正确．g+a sinθ答案：B。
高考物理一轮总复习 必修部分 第3章 牛顿运动定律 实验4 验证牛顿运动定律课件
实验四 验证牛顿运动定律
板块一 主干梳理·对 点激活
1实验原理与操作 实验目的 1．学会用控制变量法研究物理规律。 2．验证牛顿第二定律。 3．掌握利用图象处理数据的方法。 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，讨论加速度 a 与力 F 的关系，再控制砝码和小盘的质量不变，即力 F 不变，改变小车质 量 M，讨论加速度 a 与 M 的关系。 实验器材 打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板，小盘、砝码、夹子、细绳、低压交 流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。
表1 实验次数 加速度 a/(m·s－2) 小车受力
F/N 1 2 3 4
表2
实验次 加速度 a/(m·s 小车和砝码的总
数
－2)
质量 M/kg
1
2
3
4
数据处理
2数据处理与分析
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．作图象找关系——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
实验步骤 1．称量质量——用天平测量小盘的质量 m0 和小车的质量 M0。 2．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——在长木板的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 小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态。
(3)在满足实验条件下，某同学得到了如图(b)的图线(M 为小车和砝码的总质量)，图线在纵轴上截距不 为零的原因是_长__木__板__倾__角__过__大_。
高考物理课标全国版一轮高效演练实验4验证牛顿运动定律
第三章 实验41．(2013·全国卷Ⅰ·22)图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图．实验步骤如下：图(a)①用天平测量物块和遮光片的总质量M 、重物的质量m ；用游标卡尺测量遮光片的宽度d ；用米尺测量两光电门之间的距离s ；②调整轻滑轮，使细线水平；③让物块从光电门A 的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A 和光电门B 所用的时间Δt A 和Δt B ，求出加速度a ；④多次重复步骤③，求a 的平均值a －；⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ．回答下列问题：(1)测量d 时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图(b)所示，其读数为______cm ．图(b)(2)物块的加速度a 可用d 、s 、Δt A 和Δt B 表示为a ＝________．(3)动摩擦因数μ可用M 、m 、a －和重力加速度g 表示为μ＝________．(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于________________(填“偶然误差”或“系统误差”)．解析 (1) cm ，游标尺读数为12× cm ．(2)物块在两光电门间做匀加速直线运动，有v 2B －v 2A ＝2as ，即(d Δt B )2－(d Δt A )2＝2as ，得a ＝12s[(d Δt B )2－(d Δt A)2]． (3)设线上拉力为F ，根据牛顿第二定律，对物块有F －μMg ＝M a －，对重物有mg －F ＝m a －，两式联立得μ＝mg －(M ＋m )a －Mg或对物块与重物组成系统，由mg －μMg ＝(M ＋m )a －，得μ＝mg －(M ＋m )a －Mg． (4)如果细线没有调到水平，细线的拉力存在一竖直分力，物块受的摩擦力不再是μMg ，此误差是由实验原理造成的，为系统误差．答案 (1) (2)12s [(d Δt B )2－(d Δt A )2] (3)mg －(M ＋m )a －Mg(4)系统误差 2．如图所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质力传感器能显示挂钩处所受的拉力．(1)在探究质量一定，加速度与合外力的关系时，要使力的传感器的示数等于小车所受合外力，必须进行的操作是________________.然后保证小车的质量不变，多次向沙桶里加沙，测得多组a 和F 的值，画出的a －F 图象是________．(2)在探究合外力一定、加速度与质量的关系时，先测出小车质量m ，再让小车从靠近光电门甲处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t .改变小车质量m ，测得多组m 、t 的值，建立坐标系描点作出图线．下列能直观得出合外力一定时，加速度与质量成反比的图线是________．解析 (1)小车与木板之间存在摩擦力，这样就不能用绳子的拉力代替合力，所以做实验首先必须要平衡摩擦力．小车质量m 0一定时，加速度与合外力F 成正比，故C 正确．(2)小车从靠近甲光电门处由静止开始做匀加速运动，位移x ＝12at 2，所以加速度a ＝2x t 2，改变小车质量m ，测得多组m 、t 的值，由于位移不变，所以a 与t 2成反比，则合外力一定时，加速度与质量成反比，正确的图线是C ，故选C ．答案 (1)平衡摩擦力 C (2)C3．某同学利用如图甲所示装置探究加速度与合外力的关系．利用力传感器测量细线上的拉力．按照如下步骤操作：甲①安装好打点计时器和纸带，调整长木板的倾斜程度，平衡小车所受的摩擦力；②小车与细线相连，细线通过长木板一端光滑的定滑轮和动滑轮，与力传感器相连，动滑轮上挂上一定质量的钩码，将小车拉到靠近打点计时器的一端；③打开力传感器并接通打点计时器的电源(频率为50 Hz 的交流电源)；④释放小车，使小车在长木板上做匀加速直线运动；⑤关闭传感器，记录下力传感器的示数F ，通过分析纸带得到小车的加速度a ；⑥改变钩码的质量，重复步骤①②③④⑤；⑦作出a －F 图象，得到实验结论．(1)本实验在操作中是否需要满足钩码的质量远远小于小车的质量？________(选填“需要”或“不需要”)；某次释放小车后，力传感器的示数为F ，通过天平测得小车的质量为M ，动滑轮和钩码的总质量为m ，不计滑轮的摩擦，则小车的加速度理论上应等于________．A ．F 2MB ．F MC ．mg －2F MD ．2F M(2)如图乙所示是某次实验测得的纸带的一段，可以判断纸带的________(填“左”或“右”)端与小车连接；在打点计时器打下计数点6时，小车的瞬时速度大小为________m/s.(保留两位有效数字)乙解析 (1)本实验利用力传感器测量细线上的拉力，不需要用钩码的重力代替，所以不需要满足钩码的质量远远小于小车的质量．小车的加速度大小等于它所受的合外力与质量的比值，故a ＝F M，B 正确． (2)纸带右侧两点间的距离越来越大，故纸带左端与小车相连．打点计时器打下计数点6时小车的瞬时速度为打点计时器打下计数点5到打下计数点7过程小车的平均速度，故v ＝ m /s ＝0.75 m/s ．答案 (1)不需要 B (2)左。
高三物理一轮复习第三章实验四验证牛顿运动定律课件
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3．数据处理 (1)利用逐差法 Δx＝aT2 求 a. (2)以 a 为纵坐标，F 为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的 直线上，说明 a 与 F 成正比． (3)以 a 为纵坐标，m1 为横坐标，描点、连线，如果该线为过原点的直线，就能判 定 a 与 m 成反比．
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解析：(1)由牛顿第二定律知，对小车有 FT＝Ma，对沙和沙桶有 mg－FT＝ma，所 以 FT＝MM＋mmg ＝1＋mmg/M，可见当 M≫m 时，FT≈mg. (2)平衡摩擦力时，应在不挂沙桶的情况下让小车带着纸带平衡摩擦力，A 错误；每 次改变小车质量 M 时，不需要重新平衡摩擦力，B 错误；实验时，先接通计时器 的电源，再放开小车，C 正确；小车运动的加速度必须由纸带上的测量数据计算得 到，D 错误．
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(4)操作：①小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，取下 纸带编号码． ②保持小车的质量 m 不变，改变砝码和小盘的质量 m′，重复步骤①. ③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度 a.
④描点作图，作 a F 的图象． ⑤保持砝码和小盘的质量 m′不变，改变小车质量 m，重复步骤①和③，作 a m1 图象．
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[规律方法总结] 1．注意事项 (1)平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡 小车和纸带受到的阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上， 但要小车拉着纸带． (2)实验时要保证小盘和砝码的总质量 m′远小于小车的质量 m. (3)不重复平衡摩擦力． (4)一先一后：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，后释放小车．
高考物理一轮复习(新高考版2(粤冀渝湘)适用) 第3章 实验四 验证牛顿运动定律
解析 平衡摩擦力时，应不挂沙桶， 只让小车拖着纸带在木板上做匀速 运动，选项A错误； 平衡摩擦力时，小车后面应固定一条纸带，纸带穿过打点计时器，选 项B正确； 小车释放前应靠近打点计时器，且先接通打点计时器的电源后释放小 车，选项C错误；
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(2)将沙和沙桶的总重力 mg 近似地当成小车所受的拉力 F 会给实验带来 系统误差.设小车所受拉力的真实值为 F 真，为了使系统误差mgF－真F真<5%， 小车和砝码的总质量是 M，则 M 与 m 应当满足的条件是Mm<__0_._0_5___.
6.误差分析 (1)实验原理不完善：本实验用槽码的总重力m′g代替小车的拉力，而实 际上小车所受的拉力要小于槽码的总重力. (2)平衡摩擦阻力不准确、质量测量不准确、计数点间距离测量不准确、 纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差.
02
考点一 教材原型实验
例1 (2020·山东模拟)某同学利用如图2甲所示的装置探究加速度与物体 受力、物体质量的关系.实验时，把数据记录在表格中，数据是按加速度 大小排列的，第8组数据中小车质量和加速度数据漏记.
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解析 在本实验中认为细线的拉力 F 等于沙和沙桶的总重力 mg，由此造 成的误差是系统误差，对小车，根据牛顿第二定律得：a＝FM真，对整体， 根据牛顿第二定律得：a＝Mm＋gm，且mgF－真F真<5%，解得：Mm<0.05.
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(3)在完成实验操作后，用图象法处理数据，得到小车的加速度倒数
1 a
m 图象.
4.数据处理
(1)利用逐差法或v－t图象法求a.
(2)以a为纵坐标，F为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，
说明a与F成正比. (3)以a为纵坐标，m1 为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线， 就能判定a与m成反比.
高三物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律实验四 验证牛顿运动定律课件
利用图像分析a、F间的关系及 误差分析 (1)保持小车质量不变时，aF图 像应为一条过原点的直线。 (2)aF图像不过原点可能是平衡 小车摩擦力时没有达到实验要 求所致。
(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m1 的数据如表中所示： 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8
图实-4-3
(1)物块下滑时的加速度 a＝________ m/s2，打 C 点时物块的 速度 v＝________m/s； (2)已知重力加速度大小为 g，为求出动摩擦因数，还必须测 量的物理量是________(填正确答案标号)。 A．物块的质量 B．斜面的高度 C．斜面的倾角
解析
2．(2016·天津和平区期末)小王同学在探究加速度与力、质量 的关系时，小车及钩码的质量用 M 表示，砂桶及砂的质量 用 m 表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出。 (1)往砂桶中加入一定量的砂子，当 M 与 m 的大小关系满足 ________时，可近似认为绳对小车的拉力大小等于砂桶和 砂的重力；在释放小车________(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)在平衡摩擦力后，他用打点计时器打出的纸带的一段如 图实-4-4 所示，该纸带上相邻两个计数点间还有 4 个点未 标出，打点计时器使用交流电的频率是 50 Hz，则小车的 加速度大小是________m/s2，当打点计时器打 B 点时小车 的速度是________m/s。(结果保留三位有效数字)
于”、“远小于”或“近似等于”)
实验原理的理解 (1)平衡木块摩擦力后，细绳的拉力即为木块的合外力。 (2)只有满足砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块 上砝码的总质量时，细绳的拉力才近似等于砝码桶及桶内 砝码的总重力。
届高考物理一轮复习实验课4探究加速度与物体受力物体质量的关系验证牛顿运动定律课件新人教版
乙
(3)对于木块,根据牛顿第二定律,得 a=
图
当 F=0 时,a=-μg,即 a-F 图在 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
-12考向1
考向2
考向3
实验数据处理与误差分析
例2(2018·天津耀华中学月考)用如图甲所示的实验装置,探究加
木块,反复移动薄木块的位置,直至小车在斜面上运动时可以保持
匀速运动状态。
4.让小车靠近打点计时器,挂上钩码,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。钩码的重力即为小车所
受的合外力,由纸带计算出小车的加速度,并记录力和对应的加速
度。
5.改变钩码的个数,重复步骤4,并多做几次。
6.保持钩码的个数不变,在小车上放上砝码改变小车的质量,让小
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______
(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)木块和木块上砝码的总质
量。
-10考向1
考向2
考向3
(3)甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图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,分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木
实验课4 探究加速度与物体受力、
物体质量的关系(验证牛顿运动定律)
-2-
一、实验目的
验证牛顿第二定律;学会用控制变量法研究物理规律;学会利用
图像处理数据。
二、实验原理
保持作用力不变,确定加速度与质量的大小关系;保持质量不变,
2025届高考物理一轮复习资料 第三章 牛顿运动定律 实验四 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
实验四探究加速度与物体受力、物体质量的关系方案一用气垫导轨探究加速度与力、质量之间的关系原理装置图操作要求1.控制变量法(1)保持小车质量不变，探究加速度与合力的关系。
(2)保持小车所受合力不变，探究加速度与质量的关系。
2.使小桶与橡皮泥的质量远小于滑块与砝码的质量。
1.探究加速度与力的定量关系：保持滑块质量不变，通过增减橡皮泥的数量来改变拉力F的大小。
2.探究加速度与质量的定量关系：保持橡皮泥及小桶的质量不变，即滑块所受拉力不变，通过在滑块上增加或减少砝码来改变滑块的质量。
方案二用打点计时器探究加速度与力、质量之间的关系原理装置图操作要求注意事项1.控制变量法(1)保持小车质量不变，探究加速度与合力的关系。
(2)保持小车所受合力不变，探究加速度与质量的关系。
2.改变小车质量M或槽码质量m 时，无需重新补偿阻力。
3.使用力传感器或弹簧测力计可测出细绳拉力时，无需满足M≫m。
1.用天平测量槽码的质量m和小车的质量M。
2.根据设计要求安装实验装置，只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上。
3.在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能匀速下滑。
4.槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上，接通电源后放开小车，断开电源取下纸带，编写号码，保持小车质量M不变，改变槽码质量m，重复实验得到纸带；保持槽码的质量m不变，改变小车的质量M，重复实验得到纸带。
1.补偿阻力：补偿阻力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，让小车连着纸带匀速运动2.质量：槽码质量m远小于小车质量M3.平行：使细绳与长木板平行4.靠近：小车从靠近打点计时器的位置释放5.先后：实验时先接通电源后释放小车数据处理1.利用Δs＝aT2及逐差法求a。
2.以a为纵坐标，F为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，说明a与F成正比。
3.以a为纵坐标，1M为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，就能判定a与M成反比。
考点一教材原型实验例1 (2024·广东深圳模拟)在探究加速度a与所受合力F的关系时，某实验小组采用图1甲所示的实验装置进行实验探究，控制小车质量M不变，寻找其加速度a 与所受合力F的关系。
高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律34实验：验证牛顿运动定律课件
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BC
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微考场·提技能
学生用书P051
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学生用书P048
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பைடு நூலகம்
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微考点·悟方法
必考部分(bù fen)
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第三章 牛顿(niú dùn)运动定律
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第4讲 实验：验证(yànzhèng)牛顿运动定律
微知识(zhī shi)·对点练 微考点(kǎo diǎn)·悟方法
微考场·提技能
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2021版高考物理(基础版)一轮复习课件：第三章 4 实验四 验证牛顿运动定律
实验装置图
创新实验 创新/改进点
(1)实验方案的改进：系统总质量不变化，改变 拉力得到若干组数据 (2)用传感器记录小车的时间 t 与位移 x，直接绘 制 x－t 图象 (3)利用牛顿第二定律求解实验中的某些参量， 确定某些规律
解析：(1)小车实际的加速度为 a＝Mm＋gm，绳子拉力为 F＝Ma＝1＋mgMm，因此只有当 m ≪M 时，拉力 F 才近似等于 mg；实验中应先接通电源再释放小车． (2)a＝xBD4－T2xOB＝0.390 m/s2，vB＝x2ATC≈0.377 m/s. (3)图线的斜率为小车及砝码的质量的倒数，因此小车及砝码的质量不同． 答案：(1)m≪M 之前 (2)0.390 0.377 (3)小车及砝码的质量
[解析] (1)纸带上两相邻计数点的时间间隔为 T＝0.10 s，s1＝9.50 cm、s2＝11.00 cm、s3
＝12.55 cm、s4＝14.00 cm、s5＝15.50 cm、s6＝17.05 cm，由匀变速直线运动中，物体在
某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可知打 C 点时小车的速度
(3)验证牛顿第二定律实验中，保持物体质量不变时，a－F 图象应为一条过原点的直线， a－F 图象不过原点可能是平衡小车摩擦力没有达到实验要求所致；保持合力不变时，a －M 图象应是双曲线，不易确认，因此应作 a－M1 图象，该图象应为一条过原点的直线， 图象不过原点一般是平衡小车摩擦力没有达到实验要求所致．
3．平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的都跟正式实 验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带 上各点的距离相等．
实验原理和实验操作 【典题例析】 某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系．