(新课标)2020版高考物理一轮复习 第三章 实验四 验证牛顿运动定律课件PPT

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
(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。
(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(b)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。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
二、实验原理
本实验的实验装置图如图所示:
1.保持② 质量 不变,探究加速度跟物体受力的关系。 2.保持物体所受的③ 力 不变,探究加速度与物体质量的关系。 3.作出a-F图像和a- 1 图像,确定其关系。
m
三、实验器材
小车、砝码、小盘、细绳、一端附有定滑轮的长木板、薄木块、打点 计时器、低压交流电源、导线、纸带、复写纸、天平、刻度尺。
四、实验步骤 1.测量:用④ 天平 测量小盘和砝码的总质量m'和小车的质量m。 2.安装:按照实验装置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:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一薄木块,使小车 在不挂砝码和小盘的情况下能⑤ 匀速 下滑。
4.实验操作 (1)将小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上,小车停在打点计时器处,先 ⑥ 接通电源 后⑦ 放开小车 ,打出一条纸带,取下纸带编号码。 并计算出小盘和砝码的总重力,即小车所受的合外力。 (2)保持小车的质量m不变,改变砝码和小盘的总质量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图像。 (5)保持砝码和小盘的总质量m'不变,改变小车质量m,重复步骤(1)和(3), 作a- 1 图像。
变式1 (2019河北石家庄期末)在探究加速度与物体质量、物体受力的 关系活动中,某小组设计了如图甲所示的实验装置。图中上下两层水平 轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘,两小 车后端的细线连到控制装置上,实验时通过控制装置使两小车同时开始 运动,然后同时停止。
七、误差分析 1.质量的测量误差,纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差,细绳或 纸带不与木板平行等都会造成误差。 2.因实验原理不完善造成误差:本实验中用小盘和砝码的总重力代替小 车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力),存 在系统误差。小盘和砝码的总质量越接近小车的质量,误差就越大;反 之,小盘和砝码的总质量越小于小车的质量,误差就越小。 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。
考点突破
考点一 实验原理和实验操作 例1 某实验小组利用如图(a)所示的装置探究加速度与物体质量、物 体受力的关系。
(a)
(1)下列做法正确的是
(选填字母代号)。
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百度文库的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码
桶通过细绳绕过定滑轮拴在木块上
则细绳上的拉力为F=Ma=M m=g
M m
1 m 1gm,可见,当砝码桶和桶内砝码
M
的总质量m远小于木块和木块上砝码的总质量M时,可得F≈mg。
(3)不平衡摩擦力时,有F-μmg=ma,则a= F -μg,a-F图线的斜率大,对应的
m
木块质量小,图线纵轴截距绝对值大,对应的木块与木板间的动摩擦因
数大,因此m甲<m乙,μ甲>μ乙。
5.作图像时,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 能均匀分布在所作直线两侧。 6.作图时两轴标度比例要选择适当,各量须采用国际单位制中的单位。 这样作图线时,坐标点间距不会过密,误差会小些。 7.为提高测量精度 (1)应舍掉纸带上开头比较密集的点,在后边便于测量的地方找一个起点。 (2)可以把每打五次点的时间作为时间单位,即从开始点起,每五个点标 出一个计数点,而相邻计数点间的时间间隔为T=0.1 s。
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五、数据处理
1.计算小车的加速度时,可使用“研究匀变速直线运动”的方法。利用 打出的纸带,采用逐差法求加速度。 2.作a-F图像、a- 1 图像找关系。
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六、注意事项
1.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,要让小车拖着纸带运动。
2.实验步骤2、3不需要重复,即整个实验平衡了摩擦力后,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。 3.每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总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。 4.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,再放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车。
(b)
答案 (1)AD (2)远小于 (3)小于 大于 解析 (1)实验中细绳要与长木板保持平行,A项正确;平衡摩擦力时,不 应该将装有砝码的砝码桶通过细绳绕过定滑轮拴在木块上,B项错误;实 验时应先接通电源再放开木块,C项错误;平衡摩擦力后,改变木块上的 砝码的质量后不需要再重新平衡摩擦力,D项正确。 (2)设木块和木块上砝码的总质量为M,砝码桶及桶内砝码的总质量为m,
实验四 验证牛顿运动定律
一 实验目的
二 实验原理
基 础
三 实验器材
过 四 数据步骤
关 五 数据处理
六 注意事项
七 误差分析
考 考点一 实验原理和实验操作
点 考点二 实验数据处理和误差分析 突 破 考点三 实验拓展和实验创新
基础过关
一、实验目的
1.学会用① 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.掌握灵活运用图像处理问题的方法。