物理總第三章 牛頓運動定律 3-5 實驗探究 驗證牛頓運動定律

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1、驗證牛頓運動定律驗證牛頓運動定律 0101020203030404備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練 課堂互動課堂互動 實驗熱點突破熱點一教材原型實驗實驗熱點突破熱點一教材原型實驗 實驗熱點突破熱點二實驗拓展創(chuàng)新實驗熱點突破熱點二實驗拓展創(chuàng)新 課堂互動課堂互動M打點計時器打點計時器可重復(fù)點擊可重復(fù)點擊播放！播放！紙紙帶帶m “驗證牛頓第二定律驗證牛頓第二定律”實驗裝置示意圖實驗裝置示意圖課堂互動課堂互動, 課堂互動課堂互動, 課堂互動課堂互動, 課堂互動課堂互動 注意事項1實驗方法：控制變量法。2平衡摩擦力：不懸掛小盤，但小車連著紙帶3不重復(fù)：不重復(fù)平衡摩擦力。4實驗條件：Mm。小盤和砝碼的總重力才可視為小車受

2、到的拉力。5一先一后一按?。合冉油娫矗蠓判≤?，且在小車到達(dá)滑輪前按住小車。6作圖：作圖時兩軸標(biāo)度比例要適當(dāng)，各量須采用國際單位。 誤差分析1因?qū)嶒炘聿煌晟埔鸬恼`差：本實驗用小盤和砝碼的總重力mg代替小車的拉力，而實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力。2摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測量不準(zhǔn)確、計數(shù)點間距測量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會引起誤差。題組剖析題組剖析熱點一教材原型實驗例1為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖1所示的實驗裝置：(1)以下實驗操作正確的是()A將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車 在砝碼及砝碼盤的牽引下恰好做勻速運動B調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線與木

3、板平行C先接通電源，后釋放小車D實驗中小車的加速度越大越好 BC(2)在實驗中得到一條如圖2所示的紙帶，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T0.1 s，且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分別為3.09 cm、3.43 cm、3.77 cm、4.10 cm、4.44 cm、4.77 cm，則小車的加速度a_m/s2。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)題組剖析題組剖析(3)有一組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，他們在軌道水平及傾斜兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條aF圖線，如圖3所示。圖線_是在軌道傾斜情況下得到的(填“”或“”)；小車及車中砝碼的總質(zhì)量m_kg。0.

4、340.5 題組剖析題組剖析題組剖析題組剖析變式訓(xùn)練1(2017淮南模擬)某實驗小組利用如圖4甲所示的裝置進(jìn)行“探究加速度與合外力的關(guān)系”的實驗。(1)在實驗中必須平衡摩擦力，以_平衡摩擦力，當(dāng)小車_運動時，摩擦力恰好被平衡。(2)為了減小誤差，在平衡摩擦力后，每次實驗必須通過改變鉤碼的個數(shù)來改變小車所受合外力，獲取多組數(shù)據(jù)。若小車質(zhì)量為400 g，實驗中每次所用的鉤碼總質(zhì)量范圍應(yīng)選_組會比較合理。(填選項前的字母)A1040 g B200400 g C1 0002 000 g傾斜木板勻速直線A 題組剖析題組剖析(3)實驗中打點計時器所使用的是_(選填“交流”或“直流”)電源，頻率為50 Hz

5、，圖乙中給出的是實驗中獲取的紙帶的一部分：1、2、3、4、5是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點未標(biāo)出，每兩個計數(shù)點間的時間間隔是_s，由該紙帶可求得小車的加速度a_m/s2。(結(jié)果保留2位小數(shù))(4)改變鉤碼的個數(shù)重復(fù)實驗，得到加速度a與合外力F的關(guān)系如圖丙所示，分析線段OA，可得出實驗的結(jié)論是_。答案(1)傾斜木板勻速直線(2)A(3)交流0.11.07(4)在質(zhì)量不變的條件下，物體的加速度與合外力成正比交流0.11.07在質(zhì)量不變的條件下，物體的加速度與合外力成正比課堂互動課堂互動熱點二實驗拓展創(chuàng)新1實驗器材的改進(jìn)圖5(2)利用光電門測速度(如圖6)(3)利用位移傳感器測位移(如圖7)

6、(1)氣墊導(dǎo)軌(不用平衡摩擦力)長木板(如圖5)圖6圖7課堂互動課堂互動3實驗的拓展延伸 以“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”為背景測量物塊與木板間的動摩擦因數(shù)。 2數(shù)據(jù)測量的改進(jìn)課堂互動課堂互動例2在用DIS研究小車加速度與外力的關(guān)系時，某實驗小組先用如圖8a所示的實驗裝置，重物通過滑輪用細(xì)線拉小車，在小車和重物之間接一個不計質(zhì)量的微型力傳感器，位移傳感器(發(fā)射器)隨小車一起沿水平軌道運動，位移傳感器(接收器)固定在軌道一端，實驗中力傳感器的拉力為F，保持小車包括位移傳感器(發(fā)射器)的質(zhì)量不變，改變重物重力重復(fù)實驗若干次，得到加速度與外力的關(guān)系如圖b所示。(1)小車與軌道間的滑動摩擦力Ff_N。

7、(2)從圖象中分析，小車包括位移傳 感 器 ( 發(fā) 射 器 ) 的 質(zhì) 量 為_kg。(3)該實驗小組為得到a與F成正比的關(guān)系，應(yīng)將斜面的傾角調(diào)整到tan _。0.670.670.1題組剖析題組剖析題組剖析題組剖析A與B 題組剖析題組剖析光電門A、B之間的距離x.題組剖析題組剖析備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練v22axA備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練(3)下列哪些措施能夠減小本實驗的誤差_。 A實驗中必須保證m2m1 B實驗前要平衡摩擦力 C細(xì)線在桌面上的部分應(yīng)與長木板平行 D圖中A、B之間的距離x盡量小些BC 備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練2(2017清遠(yuǎn)二模)在用DIS研究小車加速度與外力的關(guān)系時，某實驗小組先用如

8、圖11a所示的實驗裝置。重物通過滑輪用細(xì)線拉小車，位移傳感器(發(fā)射器)隨小車一起沿傾斜軌道運動，位移傳感器(接收器)固定在軌道一端。實驗時將重物的重力作為拉力F，改變重物重力重復(fù)實驗四次，列表記錄四組數(shù)據(jù)：a/(ms2)2.012.984.025.01F/N1.002.003.004.00備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練(1)在圖c所示的坐標(biāo)紙上作出小車加速度a隨拉力F變化的圖線。(2)從所得圖線分析該實驗小組在操作過程中的不當(dāng)之處_。(3)如果實驗時，在小車和重物之間接一不計質(zhì)量的微型力傳感器來測量拉力F，實驗裝置如圖b所示，從理論上分析，該實驗圖線的斜率將_。(填“變大”“變小”或“不變”)軌道傾角過大變

9、大 備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練3為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計了如圖12所示的實驗裝置，小車總質(zhì)量用M表示(乙圖中M包括小車與傳感器，丙圖中M包括小車和與小車固連的滑輪)，鉤碼總質(zhì)量用m表示。(1)為便于測量合外力的大小，并得到小車總質(zhì)量一定時，小車的加速度與所受合外力成正比的結(jié)論，下列說法正確的是() A三組實驗中只有甲需要平衡摩擦力 B三組實驗都需要平衡摩擦力 C三組實驗中只有甲需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量M的條件 D三組實驗都需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量M的條件BC備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練(2)圖丁是用圖甲裝置中打點計時器所打的紙帶的一部分，O、A、B、C、D和E為紙帶上六個計數(shù)點，加速度大小用a表示。則OD間的距離為_cm。圖戊是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的st2圖線(s為各計數(shù)點至同一起點的距離)，則加速度大小a_ m/s2(保留3位有效數(shù)字)。(3)若乙、丙兩位同學(xué)發(fā)現(xiàn)某次測量中力傳感器和彈簧測力計讀數(shù)相同，通過計算得到小車加速度均為a，g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，則乙、丙兩位同學(xué)實驗時所用小車總質(zhì)量之比為_。1.200.934(0.9320.935均可)1 2備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練