高考物理一輪精細復(fù)習 （必備基礎(chǔ)點撥+高考考點集結(jié)+考點專訓(xùn)）實驗《 驗證牛頓運動定律》》課件

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1、 一、實驗?zāi)康囊弧嶒災(zāi)康?(1)學會用控制變量法研究物理規(guī)律。學會用控制變量法研究物理規(guī)律。 (2)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。 (3)掌握靈活運用圖象處理問題的方法。掌握靈活運用圖象處理問題的方法。超鏈接超鏈接 二、實驗原理二、實驗原理 控制變量法：在所研究的問題中，有兩個以上的參量在發(fā)控制變量法：在所研究的問題中，有兩個以上的參量在發(fā)生牽連變化時，可以控制某個或某些量不變，只研究其中兩個生牽連變化時，可以控制某個或某些量不變，只研究其中兩個量之間的變化關(guān)系的方法，這也是物理學中研究問題時經(jīng)常采量之間的變化關(guān)系的方法，這也是物理學中研究問題時經(jīng)常采用的方法。用的

2、方法。 本實驗中，研究的參量為本實驗中，研究的參量為F、m和和a，可以控制參量，可以控制參量m一定，一定，研究研究a與與F的關(guān)系，也可控制參量的關(guān)系，也可控制參量F一定，研究一定，研究a與與m的關(guān)系。的關(guān)系。 三、實驗器材三、實驗器材 電磁打點計時器、復(fù)寫紙片和紙帶、一端有定滑輪的長木電磁打點計時器、復(fù)寫紙片和紙帶、一端有定滑輪的長木板、小車、小盤、低壓交流電源、天平、砝碼、刻度尺、導(dǎo)線。板、小車、小盤、低壓交流電源、天平、砝碼、刻度尺、導(dǎo)線。 四、實驗步驟四、實驗步驟 (1)用天平測量小盤的質(zhì)量用天平測量小盤的質(zhì)量m0和小車的質(zhì)量和小車的質(zhì)量M0。 (2)把一端附有滑輪的長木板放在實驗桌上，

3、并使滑輪把一端附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上遠離滑輪的一端，伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上遠離滑輪的一端，連接好電路。連接好電路。圖實圖實41 (3)平衡摩擦力：小車的尾部掛上紙帶，紙帶穿過打點平衡摩擦力：小車的尾部掛上紙帶，紙帶穿過打點計時器的限位孔，將木板無滑輪的一端稍微墊高一些，使計時器的限位孔，將木板無滑輪的一端稍微墊高一些，使小車在不掛小盤和砝碼的情況下，能沿木板做勻速直線運小車在不掛小盤和砝碼的情況下，能沿木板做勻速直線運動。這樣小車所受重力沿木板的分力與小車所受摩擦力平動。這樣小車所受重力沿木板的分力與小車所受摩擦力平衡。在保證小

4、盤和砝碼的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量的條件下，衡。在保證小盤和砝碼的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量的條件下，可以近似認為小盤和砝碼的總重力大小等于小車所受的合可以近似認為小盤和砝碼的總重力大小等于小車所受的合外力的大小。外力的大小。 (4)把小車停在打點計時器處，掛上小盤和砝碼，先把小車停在打點計時器處，掛上小盤和砝碼，先接通電源，再讓小車拖著紙帶在木板上勻加速下滑，打出接通電源，再讓小車拖著紙帶在木板上勻加速下滑，打出一條紙帶。一條紙帶。 (5)改變小盤內(nèi)砝碼的個數(shù)，重復(fù)步驟改變小盤內(nèi)砝碼的個數(shù)，重復(fù)步驟(4)，并多做，并多做幾次。幾次。 (6)保持小盤內(nèi)的砝碼個數(shù)不變，在小車上放上砝保持小盤內(nèi)的砝碼個數(shù)不變，

5、在小車上放上砝碼改變小車的質(zhì)量，讓小車在木板上滑動打出紙帶。碼改變小車的質(zhì)量，讓小車在木板上滑動打出紙帶。 (7)改變小車上砝碼的個數(shù)，重復(fù)步驟改變小車上砝碼的個數(shù)，重復(fù)步驟(6)。 五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理 (1)保持小車質(zhì)量不變時，計算各次小盤和砝碼的重保持小車質(zhì)量不變時，計算各次小盤和砝碼的重力力(作為小車的合力作為小車的合力)及對應(yīng)紙帶的加速度填入表及對應(yīng)紙帶的加速度填入表(一一)中。中。表表(一一)實驗次數(shù)實驗次數(shù)加速度加速度a/(ms2)小車受力小車受力F/N1234 (2)保持小盤內(nèi)的砝碼個數(shù)不變時，計算各次小車保持小盤內(nèi)的砝碼個數(shù)不變時，計算各次小車和砝碼的總質(zhì)量及對應(yīng)紙帶的加

6、速度，填入表和砝碼的總質(zhì)量及對應(yīng)紙帶的加速度，填入表(二二)中。中。表表(二二)實驗次數(shù)實驗次數(shù)加速度加速度a/(ms2)小車和砝碼的總小車和砝碼的總質(zhì)量質(zhì)量M/kg1234 六、注意事項六、注意事項 (1)平衡摩擦力時，調(diào)節(jié)長木板形成一個合適的斜面，平衡摩擦力時，調(diào)節(jié)長木板形成一個合適的斜面，使小車的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車受的摩使小車的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車受的摩擦阻力。在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細線系在擦阻力。在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細線系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著紙帶運動。紙帶運

7、動。 (2)每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠大于小盤及盤內(nèi)砝碼總質(zhì)量的條件下打出。只有如量遠大于小盤及盤內(nèi)砝碼總質(zhì)量的條件下打出。只有如此，小盤及盤內(nèi)砝碼重力才可視為小車受到的拉力。此，小盤及盤內(nèi)砝碼重力才可視為小車受到的拉力。 (3)改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點計時器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且量靠近打點計時器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達滑輪前按住小車。應(yīng)在小車到達滑輪前按住小車。 (4)作圖象時，要使盡可能多的點在所作直線上，作圖象時，要使盡可能多的點在

8、所作直線上，不在直線上的點應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線兩側(cè)。不在直線上的點應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線兩側(cè)。 (5)作圖時兩軸標度比例要選擇適當。各量須采用作圖時兩軸標度比例要選擇適當。各量須采用國際單位。這樣作圖線時，坐標點間距不至于過密，誤國際單位。這樣作圖線時，坐標點間距不至于過密，誤差會小些。差會小些。 本實驗用小盤和砝碼的總重力本實驗用小盤和砝碼的總重力mg代替小車的拉力，而代替小車的拉力，而實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力。小盤實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力。小盤和砝碼的總質(zhì)量越接近于小車的質(zhì)量，誤差越大；反之，和砝碼的總質(zhì)量越接近于小車的質(zhì)量，誤差越大；反之

9、，小盤和砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量，由此引起的誤差小盤和砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量，由此引起的誤差就越小。因此，滿足小盤和砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)就越小。因此，滿足小盤和砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量的目的就是為了減小因?qū)嶒炘聿煌晟贫鸬恼`差。量的目的就是為了減小因?qū)嶒炘聿煌晟贫鸬恼`差。 2偶然誤差偶然誤差 摩擦力平衡不準確、質(zhì)量測量不準確、計數(shù)點間距測摩擦力平衡不準確、質(zhì)量測量不準確、計數(shù)點間距測量不準確、紙帶和細繩不嚴格與木板平行都會引起誤差。量不準確、紙帶和細繩不嚴格與木板平行都會引起誤差。實驗原理與操作實驗原理與操作 例例1(2012安徽高考安徽高考)圖實圖實42為為“驗

10、證牛頓第二驗證牛頓第二定律定律”的實驗裝置示意圖。砂和砂桶的總質(zhì)量為的實驗裝置示意圖。砂和砂桶的總質(zhì)量為m，小車，小車和砝碼的總質(zhì)量為和砝碼的總質(zhì)量為M。實驗中用砂和砂桶總重力的大小作。實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小。為細線對小車拉力的大小。圖實圖實42 (1)實驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的實驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行。接下來還需要進行的一項操作是平行。接下來還需要進行的一項操作是_。 A將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計將長木板水

11、平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調(diào)節(jié)時器的紙帶，給打點計時器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動勻速運動 B將長木板的一端墊起適當?shù)母叨?，讓小車連著已將長木板的一端墊起適當?shù)母叨?，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動 C將長木板的一端墊起適當?shù)母叨?，撤去紙帶以及將長木板的一端墊起適

12、當?shù)母叨?，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動 (2)實驗中要進行質(zhì)量實驗中要進行質(zhì)量m和和M的選取，以下最合理的一組是的選取，以下最合理的一組是_。AM200 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gBM200 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gCM400 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gDM400 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g (3)圖實圖實43是實驗中得到的一條紙帶，是實驗中得到的一條紙帶，A

13、、B、C、D、E、F、G為為7個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出。量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別間還有四個點未畫出。量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為：為：sAB4.22 cm、sBC4.65 cm、sCD5.08 cm、sDE5.49 cm、sEF5.91 cm，sFG6.34 cm。已知打點計時器。已知打點計時器的工作效率為的工作效率為50 Hz，則小車的加速度，則小車的加速度a_m/s2。(結(jié)果保留結(jié)果保留2位有效數(shù)字位有效數(shù)字)圖實圖實43 解析解析(1)小車在運動過程中受到重力、支持力、紙帶的小車在運動過程中受到重力、支持力、紙帶的拉

14、力、木板對小車的摩擦力和細線拉力的作用。為了使細線對拉力、木板對小車的摩擦力和細線拉力的作用。為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合力，因此應(yīng)把木板的一端墊起適小車的拉力等于小車所受的合力，因此應(yīng)把木板的一端墊起適當?shù)母叨?，以使重力、支持力、紙帶的拉力和摩擦力的合力為當?shù)母叨龋允怪亓?、支持力、紙帶的拉力和摩擦力的合力為零，即小車做勻速運動，因此在進行這一操作時，不應(yīng)掛砂桶，零，即小車做勻速運動，因此在進行這一操作時，不應(yīng)掛砂桶，小車應(yīng)連接紙帶，小車應(yīng)連接紙帶，A、C項錯誤；項錯誤；B項正確。項正確。 (2)由于繩子的拉力不易測量，本實驗中用砂和砂桶的總重由于繩子的拉力不易測量，本實驗中用砂和

15、砂桶的總重力來代替繩的拉力，而砂桶做加速運動，設(shè)加速度大小為力來代替繩的拉力，而砂桶做加速運動，設(shè)加速度大小為a，則則Tm(ga)，當砂桶的加速度很小時，當砂桶的加速度很小時，T近似等于近似等于mg，因此，因此實驗中應(yīng)控制實驗條件，使砂桶的加速度很小。只有當小車的實驗中應(yīng)控制實驗條件，使砂桶的加速度很小。只有當小車的質(zhì)量遠大于砂和砂桶的總質(zhì)量時，小車和砂桶的加速度才很小，質(zhì)量遠大于砂和砂桶的總質(zhì)量時，小車和砂桶的加速度才很小，繩的拉力才近似等于砂和砂桶的總重力。繩的拉力才近似等于砂和砂桶的總重力。C項正確。項正確。答案答案(1)B(2)C(3)0.42題組演練題組演練1關(guān)于關(guān)于“驗證牛頓第二定

16、律驗證牛頓第二定律”實驗中驗證實驗中驗證“作用力一定作用力一定時，時， 加速度與質(zhì)量成反比加速度與質(zhì)量成反比”的實驗過程，以下做法中正確的實驗過程，以下做法中正確 的是的是 ()答案：答案：B2(2011浙江高考浙江高考)在在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗實驗 時，已提供了小車，一端附有定滑輪的長木板、紙帶、時，已提供了小車，一端附有定滑輪的長木板、紙帶、 帶小盤的細線、刻度尺、天平、導(dǎo)線。為了完成實驗，帶小盤的細線、刻度尺、天平、導(dǎo)線。為了完成實驗， 還須從圖實還須從圖實44中選取實驗器材，其名稱是中選取實驗器材，其名稱是_ (漏選或全選得零分漏選或全選得零分)

17、；并分別寫出所選器材的作用；并分別寫出所選器材的作用_。圖實圖實44解析：該實驗為了使盤和盤中砝碼的重力近似等于繩子對解析：該實驗為了使盤和盤中砝碼的重力近似等于繩子對小車的拉力，應(yīng)保證盤和盤中砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的小車的拉力，應(yīng)保證盤和盤中砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，所以要選用砝碼；為了改變小車的質(zhì)量，要選鉤碼；質(zhì)量，所以要選用砝碼；為了改變小車的質(zhì)量，要選鉤碼；對于打點計時器的選擇，若選用電磁打點計時器則還要選對于打點計時器的選擇，若選用電磁打點計時器則還要選擇學生電源，以便提供低壓交流電壓，若選用電火花打點擇學生電源，以便提供低壓交流電壓，若選用電火花打點計時器，則不要學生電源。計時

18、器，則不要學生電源。答案：學生電源、電磁打點計時器、鉤碼、砝碼或電火花答案：學生電源、電磁打點計時器、鉤碼、砝碼或電火花計時器、鉤碼、砝碼學生電源為電磁打點計時器提供交計時器、鉤碼、砝碼學生電源為電磁打點計時器提供交流電源；電磁打點計時器流電源；電磁打點計時器(電火花計時器電火花計時器)記錄小車運動的記錄小車運動的位置和時間；鉤碼用以改變小車的質(zhì)量；砝碼用以改變小位置和時間；鉤碼用以改變小車的質(zhì)量；砝碼用以改變小車受到拉力的大小，還可用于測量小車質(zhì)量。車受到拉力的大小，還可用于測量小車質(zhì)量。數(shù)據(jù)處理與誤差分析數(shù)據(jù)處理與誤差分析 例例2(2012深圳模擬深圳模擬)某組同學設(shè)計了某組同學設(shè)計了“探

19、究加速探究加速度度a與物體所受合力與物體所受合力F及質(zhì)量及質(zhì)量m的關(guān)系的關(guān)系”實驗。圖實實驗。圖實45甲為實驗裝置簡圖，甲為實驗裝置簡圖，A為小車，為小車，B為電火花計時器，為電火花計時器，C為裝為裝有細砂的小桶，有細砂的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認為細繩對小車拉力中認為細繩對小車拉力F等于細砂和小桶的總重量，小車等于細砂和小桶的總重量，小車運動的加速度運動的加速度a可用紙帶上打出的點求得?？捎眉垘洗虺龅狞c求得。 (1)圖實圖實45乙為某次實驗得到的紙帶，已知實驗乙為某次實驗得到的紙帶，已知實驗所用電源的頻率為所用電源的頻率為50 Hz。根

20、據(jù)紙帶可求出電火花計時器。根據(jù)紙帶可求出電火花計時器打打B點時的速度為點時的速度為_m/s，小車的加速度大小為，小車的加速度大小為_m/s2。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)圖實圖實45 (2)在在“探究加速度探究加速度a與質(zhì)量與質(zhì)量m的關(guān)系的關(guān)系”時，某同學按時，某同學按照自己的方案將實驗數(shù)據(jù)都在坐標系中進行了標注，但尚照自己的方案將實驗數(shù)據(jù)都在坐標系中進行了標注，但尚未完成圖象未完成圖象(如圖實如圖實46甲所示甲所示)。請繼續(xù)幫助該同學作。請繼續(xù)幫助該同學作出坐標系中的圖象。出坐標系中的圖象。 (3)在在“探究加速度探究加速度a與合力與合力F的關(guān)系的關(guān)系”時，該同學根時，該

21、同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力與合力F的圖線如圖實的圖線如圖實46乙，該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點乙，該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點的原因。的原因。 答：答：_。甲甲圖實圖實46 (2)將坐標系中各點連成一條直線，連線時應(yīng)使直線過盡將坐標系中各點連成一條直線，連線時應(yīng)使直線過盡可能多的點，不在直線上的點應(yīng)大致對稱分布在直線的兩側(cè)，可能多的點，不在直線上的點應(yīng)大致對稱分布在直線的兩側(cè)，離直線較遠的點應(yīng)視為錯誤數(shù)據(jù)，不予考慮，連線如圖所示：離直線較遠的點應(yīng)視為錯誤數(shù)據(jù)，不予考慮，連線如圖所示：圖實圖實47 (3)圖線與橫軸有截距，說明實

22、驗前沒有平衡摩擦力或平衡圖線與橫軸有截距，說明實驗前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠。摩擦力不夠。 答案答案(1)1.63.2(2)見解析見解析(3)實驗前沒有平衡摩擦實驗前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠力或平衡摩擦力不夠題組演練題組演練3(2013濰坊月考濰坊月考)在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系活動在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系活動 中，某小組設(shè)計了如圖實中，某小組設(shè)計了如圖實48所示的實驗裝置。圖所示的實驗裝置。圖 中上下兩層水平軌道表面光滑，兩小車前端系上細中上下兩層水平軌道表面光滑，兩小車前端系上細 線，細線跨過滑輪并掛上砝碼盤，兩小車尾部細線連線，細線跨過滑輪并掛上砝碼盤，兩小車尾部細線連

23、 到控制裝置上，實驗時通過控制裝置使兩小車同時開到控制裝置上，實驗時通過控制裝置使兩小車同時開 始運動，然后同時停止。始運動，然后同時停止。圖實圖實48(1)在安裝實驗裝置時，應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，使在安裝實驗裝置時，應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，使_；在實驗時，為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)在實驗時，為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量量_小車的質(zhì)量小車的質(zhì)量(選填選填“遠大于遠大于”“”“遠小于遠小于”“”“等等于于”)。(2)本實驗通過比較兩小車的位移來比較小車加速度的大本實驗通過比較兩小車的位移來比較小車加速度的大小，能這樣比較，是因為小，能這樣比較，是因為_。(3)實驗中獲得數(shù)據(jù)如下表所

24、示：實驗中獲得數(shù)據(jù)如下表所示：小車小車、的質(zhì)量均為的質(zhì)量均為200 g。實驗次數(shù)實驗次數(shù)小車小車拉力拉力F/N位移位移x/cm10.10.246.5120.229.040.343.6330.341.160.444.8040.436.430.545.56在第在第1次實驗中小車次實驗中小車從從A點運動到點運動到B點的位移如圖實點的位移如圖實49所示，請將測量結(jié)果填到表中空格處。通過分析，可所示，請將測量結(jié)果填到表中空格處。通過分析，可知表中第知表中第_次實驗數(shù)據(jù)存在明顯錯誤，應(yīng)舍棄。次實驗數(shù)據(jù)存在明顯錯誤，應(yīng)舍棄。圖實圖實49答案：答案：(1)細線與軌道平行細線與軌道平行(或水平或水平)遠小于遠小

25、于(2)兩小車從靜止開始做勻加速直線運動，且兩小車的運兩小車從靜止開始做勻加速直線運動，且兩小車的運動時間相等動時間相等(3)23.36(23.3423.38均對均對)34(2012日照期末日照期末)如圖實如圖實410甲所示為甲所示為“探究加探究加速速 度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實驗裝置。的實驗裝置。圖實圖實410(1)在實驗過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示，計時器打點的在實驗過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示，計時器打點的時間間隔為時間間隔為0.02 s。從比較清晰的點起，每兩測量點間還有。從比較清晰的點起，每兩測量點間還有4個個點未畫出，量出相鄰測量點之間的

26、距離如圖乙所示，該小車的點未畫出，量出相鄰測量點之間的距離如圖乙所示，該小車的加速度小小加速度小小a_m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(2)根據(jù)實驗收集的數(shù)據(jù)作出的根據(jù)實驗收集的數(shù)據(jù)作出的aF圖線如圖丙所示，請寫出一圖線如圖丙所示，請寫出一條對提高本實驗結(jié)果準確程度有益的建議：條對提高本實驗結(jié)果準確程度有益的建議：_。解析：解析：(1)由由xaT2得得x0.16 cm1.6103 m。T50.02 s0.1 s，可求得：，可求得：a0.16 m/s2(2)由圖中數(shù)據(jù)可以看出，實驗中沒有平衡小車的摩擦力，實驗由圖中數(shù)據(jù)可以看出，實驗中沒有平衡小車的摩擦力，實驗前應(yīng)先平衡小車

27、的摩擦力。前應(yīng)先平衡小車的摩擦力。答案：答案：(1)0.16(2)實驗前要平衡小車的摩擦力實驗前要平衡小車的摩擦力實驗的改進與創(chuàng)新實驗的改進與創(chuàng)新 例例3(2012湖北黃岡期末湖北黃岡期末)某同學某同學設(shè)計了如圖實設(shè)計了如圖實411所示的裝置來探所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系。彈簧秤固定在究加速度與力的關(guān)系。彈簧秤固定在一合適的木塊上，桌面的右邊緣固定一合適的木塊上，桌面的右邊緣固定一個光滑的定滑輪，細繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉一個光滑的定滑輪，細繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接。在桌面上畫出兩條平行線水瓶連接。在桌面上畫出兩條平行線P、Q，并測出間距，并測出間距d。開始時將木

28、塊置于開始時將木塊置于P處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木塊剛剛處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木塊剛剛開始運動為止，記下彈簧秤的示數(shù)開始運動為止，記下彈簧秤的示數(shù)F0，以此表示滑動摩擦力，以此表示滑動摩擦力的大小。再將木塊放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記的大小。再將木塊放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)下彈簧秤的示數(shù)F，然后釋放木塊，并用秒表記下木塊從，然后釋放木塊，并用秒表記下木塊從P運動到運動到Q處的時間處的時間t。圖實圖實411 (1)木塊的加速度可以用木塊的加速度可以用d和和t表示為表示為a_。 (2)改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實驗，確定加速度改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實驗，確定加速度a

29、與彈簧與彈簧秤示數(shù)秤示數(shù)F的關(guān)系。圖實的關(guān)系。圖實412中能表示該同學實驗結(jié)果的中能表示該同學實驗結(jié)果的是是_。圖實圖實412(3)用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是它的優(yōu)點是_。A可以改變滑動摩擦力的大小可以改變滑動摩擦力的大小B可以更方便地獲取更多組實驗數(shù)據(jù)可以更方便地獲取更多組實驗數(shù)據(jù)C可以更精確地測出摩擦力的大小可以更精確地測出摩擦力的大小D可以獲得更大的加速度以提高實驗精度可以獲得更大的加速度以提高實驗精度 一、本題創(chuàng)新點分析一、本題創(chuàng)新點分析 1.源于教材源于教材本例中的實驗?zāi)康募皩嶒炛杏玫降钠鞅纠械膶嶒災(zāi)康募皩?/p>

30、驗中用到的器材：一端帶滑輪的長木板、滑塊，與課本實驗是相同的，材：一端帶滑輪的長木板、滑塊，與課本實驗是相同的，利用利用aF圖象處理實驗數(shù)據(jù)的方法也是相同的。圖象處理實驗數(shù)據(jù)的方法也是相同的。 2.高于教材高于教材本例中沒有平衡摩擦力，而是用緩慢本例中沒有平衡摩擦力，而是用緩慢向瓶中加水的辦法比較準確地測出木塊的滑動摩擦力大向瓶中加水的辦法比較準確地測出木塊的滑動摩擦力大小和細繩拉力大小，實驗數(shù)據(jù)處理時，不是作木塊加速小和細繩拉力大小，實驗數(shù)據(jù)處理時，不是作木塊加速度度a與合力的關(guān)系圖線，而是作出的木塊加速度與合力的關(guān)系圖線，而是作出的木塊加速度a與細繩與細繩拉力拉力F的關(guān)系圖線。的關(guān)系圖線。

31、 二、本實驗還可以從以下方面進行改進創(chuàng)新二、本實驗還可以從以下方面進行改進創(chuàng)新 (一一)實驗?zāi)康膭?chuàng)新實驗?zāi)康膭?chuàng)新 如果要測量木塊與木板間的動摩擦因數(shù)，實驗應(yīng)如何操如果要測量木塊與木板間的動摩擦因數(shù)，實驗應(yīng)如何操作？作？ 提示：長木板水平放置，木塊與鉤碼間的細繩長些，測提示：長木板水平放置，木塊與鉤碼間的細繩長些，測出鉤碼落地后，木塊前進過程中做勻減速運動的加速度，由出鉤碼落地后，木塊前進過程中做勻減速運動的加速度，由ag可得出可得出的大小。的大小。 (二二)實驗器材的創(chuàng)新實驗器材的創(chuàng)新 1.用氣墊導(dǎo)軌代替長木板，實驗應(yīng)如何操作？用氣墊導(dǎo)軌代替長木板，實驗應(yīng)如何操作？ 提示：將氣墊導(dǎo)軌調(diào)成水平，

32、不用再平衡摩擦力了，其提示：將氣墊導(dǎo)軌調(diào)成水平，不用再平衡摩擦力了，其他操作不變。他操作不變。 2.如果提供光電門如果提供光電門(兩個兩個)該實驗應(yīng)如何操作？該實驗應(yīng)如何操作？題組演練題組演練5在用在用DIS研究小車加速度與外力的關(guān)系時，某實驗小研究小車加速度與外力的關(guān)系時，某實驗小 組采用如圖實組采用如圖實413甲所示的實驗裝置。重物通過滑甲所示的實驗裝置。重物通過滑輪用細線拉小車，位移傳感器輪用細線拉小車，位移傳感器(發(fā)射器發(fā)射器)隨小車一起沿傾隨小車一起沿傾斜軌道運動，位移傳感器斜軌道運動，位移傳感器(接收器接收器)固定在軌道一固定在軌道一 端。端。實驗中把重物的重力作為拉力實驗中把重物

33、的重力作為拉力F，改變重物重力重復(fù)實，改變重物重力重復(fù)實驗四次，列表記錄四組數(shù)據(jù)。驗四次，列表記錄四組數(shù)據(jù)。圖實圖實413a/ms22.012.984.026.00F/N1.002.003.005.00(1)實驗中使用位移傳感器和計算機，可以便捷地獲取信實驗中使用位移傳感器和計算機，可以便捷地獲取信息和處理信息，所獲取的信息是息和處理信息，所獲取的信息是_。圖實圖實414(2)在如圖實在如圖實414坐標紙上作出小車加速度坐標紙上作出小車加速度a和拉力和拉力F的關(guān)系圖線。的關(guān)系圖線。(3)從所得圖線分析該實驗小組在操作過程中的不當之處是：從所得圖線分析該實驗小組在操作過程中的不當之處是：_。(4

34、)如果實驗時，在小車和重物之間接一個不計質(zhì)量的微型如果實驗時，在小車和重物之間接一個不計質(zhì)量的微型力傳感器，如圖實力傳感器，如圖實415乙所示。并以力傳感器示數(shù)表乙所示。并以力傳感器示數(shù)表示拉力示拉力F，從理論上分析，該實驗圖線的斜率將，從理論上分析，該實驗圖線的斜率將_。(填填“變大變大”、“變小變小”或或“不變不變”)解析：作出圖線是一條直線，但沒有通過坐標原點，有解析：作出圖線是一條直線，但沒有通過坐標原點，有縱截距，說明不掛重物時就有加速度，這說明軌道傾角縱截距，說明不掛重物時就有加速度，這說明軌道傾角過大，小車的重力沿軌道的分力大于小車受到的摩擦力，過大，小車的重力沿軌道的分力大于小

35、車受到的摩擦力，平衡摩擦力時，木板的傾角過大，如果接上力傳感器，平衡摩擦力時，木板的傾角過大，如果接上力傳感器，其示數(shù)將小于重物的重力，同樣的加速度，對應(yīng)的橫坐其示數(shù)將小于重物的重力，同樣的加速度，對應(yīng)的橫坐標變小，從而圖線斜率要變大。標變小，從而圖線斜率要變大。答案：答案：(1)在連續(xù)相等時間內(nèi)的小車位移在連續(xù)相等時間內(nèi)的小車位移(2)如圖所示如圖所示(3)截距過大，平衡摩擦力時，木板的傾角過大截距過大，平衡摩擦力時，木板的傾角過大(4)變大變大6(2012宜春期末宜春期末)某實驗小組利用如圖實某實驗小組利用如圖實415所示所示 的氣墊導(dǎo)軌實驗裝置來探究合力一定時，物體的加的氣墊導(dǎo)軌實驗裝置

36、來探究合力一定時，物體的加 速度與質(zhì)量之間的關(guān)系。速度與質(zhì)量之間的關(guān)系。圖實圖實416(2)為了保持滑塊所受的合力不變，可改變滑塊質(zhì)量為了保持滑塊所受的合力不變，可改變滑塊質(zhì)量M和氣和氣墊導(dǎo)軌右端高度墊導(dǎo)軌右端高度h(見圖實見圖實415)。關(guān)于。關(guān)于“改變滑塊質(zhì)量改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端的高度和氣墊導(dǎo)軌右端的高度h”的正確操作方法有的正確操作方法有_。AM增大時，增大時，h增大，以保持二者乘積增大增大，以保持二者乘積增大BM增大時，增大時，h減小，以保持二者乘積不變減小，以保持二者乘積不變CM減小時，減小時，h增大，以保持二者乘積不變增大，以保持二者乘積不變DM減小時，減小時，h減小，以保

37、持二者乘積減小減小，以保持二者乘積減小7如果實如果實416為用拉力傳感器和速度傳感器探究為用拉力傳感器和速度傳感器探究“加加 速度與物體受力的關(guān)系速度與物體受力的關(guān)系”實驗裝置。用拉力傳感器記實驗裝置。用拉力傳感器記 錄錄 小車受到拉力的大小，在長木板上相距小車受到拉力的大小，在長木板上相距L48.0 cm 的的A、B兩點各安裝一個速度傳感器，分別記錄小車到兩點各安裝一個速度傳感器，分別記錄小車到 達達A、B時的速率。時的速率。圖實圖實416次數(shù)次數(shù)F/N(vB2vA2)/(m2s2)a/(ms2)10.600.770.8021.041.611.6831.422.3442.624.654.8453.005.495.72(3)由表中數(shù)據(jù)，在圖實由表中數(shù)據(jù)，在圖實417中的坐標紙上作出中的坐標紙上作出aF關(guān)系圖線。關(guān)系圖線。圖實圖實417(4)對比實驗結(jié)果與理論計算得到的關(guān)系圖線對比實驗結(jié)果與理論計算得到的關(guān)系圖線(圖中已畫出圖中已畫出理論圖線理論圖線)，造成上述偏差的原因是，造成上述偏差的原因是_。