2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 3-5 實(shí)驗(yàn)探究 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律課件.ppt

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驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律 01 02 03 04 課堂互動(dòng) 驗(yàn)證牛頓第二定律 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 課堂互動(dòng) 課堂互動(dòng) 課堂互動(dòng) 課堂互動(dòng) 注意事項(xiàng)1 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)條件 M m 小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力 5 一先一后一按住 先接通電源 后放小車 且在小車到達(dá)滑輪前按住小車 6 作圖 作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要適當(dāng) 各量須采用國(guó)際單位 誤差分析1 因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差 本實(shí)驗(yàn)用小盤和砝碼的總重力mg代替小車的拉力 而實(shí)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(cè)量不準(zhǔn)確 計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)確 紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)引起誤差 題組剖析 熱點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置 1 以下實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)B 調(diào)節(jié)滑輪的高度 使細(xì)線與木板平行C 先接通電源 后釋放小車D 實(shí)驗(yàn)中小車的加速度越大越好 BC 2 在實(shí)驗(yàn)中得到一條如圖2所示的紙帶 已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T 0 1s 且間距x1 x2 x3 x4 x5 x6已量出分別為3 09cm 3 43cm 3 77cm 4 10cm 4 44cm 4 77cm 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 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?cè)谲壍浪郊皟A斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn) 得到了兩條a F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 34 0 5 題組剖析 題組剖析 變式訓(xùn)練1 2017 淮南模擬 某實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn) 1 在實(shí)驗(yàn)中必須平衡摩擦力 以 平衡摩擦力 當(dāng)小車 運(yùn)動(dòng)時(shí) 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(shí)驗(yàn)必須通過(guò)改變鉤碼的個(gè)數(shù)來(lái)改變小車所受合外力 獲取多組數(shù)據(jù) 若小車質(zhì)量為400g 實(shí)驗(yàn)中每次所用的鉤碼總質(zhì)量范圍應(yīng)選 組會(huì)比較合理 填選項(xiàng)前的字母 A 10 40gB 200 400gC 1000 2000g 傾斜木板 勻速直線 A 題組剖析 3 實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所使用的是 選填 交流 或 直流 電源 頻率為50Hz 圖乙中給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的紙帶的一部分 1 2 3 4 5是計(jì)數(shù)點(diǎn) 每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未標(biāo)出 每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)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(gè)數(shù)重復(fù)實(shí)驗(yàn) 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(shí)驗(yàn)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 1 1 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(dòng) 熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新1 實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn) 圖5 2 利用光電門測(cè)速度 如圖6 3 利用位移傳感器測(cè)位移 如圖7 1 氣墊導(dǎo)軌 不用平衡摩擦力 長(zhǎng)木板 如圖5 圖6 圖7 課堂互動(dòng) 3 實(shí)驗(yàn)的拓展延伸以 探究加速度與力 質(zhì)量的關(guān)系 為背景測(cè)量物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) 2 數(shù)據(jù)測(cè)量的改進(jìn) 課堂互動(dòng) 例2在用DIS研究小車加速度與外力的關(guān)系時(shí) 某實(shí)驗(yàn)小組先用如圖8a所示的實(shí)驗(yàn)裝置 重物通過(guò)滑輪用細(xì)線拉小車 在小車和重物之間接一個(gè)不計(jì)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(yùn)動(dòng) 位移傳感器 接收器 固定在軌道一端 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dòng)摩擦力Ff N 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(shí)驗(yàn)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 67 0 67 0 1 題組剖析 題組剖析 A與B 題組剖析 光電門A B之間的距離x 題組剖析 備選訓(xùn)練 v2 2ax A 備選訓(xùn)練 3 下列哪些措施能夠減小本實(shí)驗(yàn)的誤差 A 實(shí)驗(yàn)中必須保證m2 m1B 實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力C 細(xì)線在桌面上的部分應(yīng)與長(zhǎng)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 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(shí) 某實(shí)驗(yàn)小組先用如圖11a所示的實(shí)驗(yàn)裝置 重物通過(guò)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(yùn)動(dòng) 位移傳感器 接收器 固定在軌道一端 實(shí)驗(yàn)時(shí)將重物的重力作為拉力F 改變重物重力重復(fù)實(shí)驗(yàn)四次 列表記錄四組數(shù)據(jù) 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(shí)驗(yàn)小組在操作過(guò)程中的不當(dāng)之處 3 如果實(shí)驗(yàn)時(shí) 在小車和重物之間接一不計(jì)質(zhì)量的微型力傳感器來(lái)測(cè)量拉力F 實(shí)驗(yàn)裝置如圖b所示 從理論上分析 該實(shí)驗(yàn)圖線的斜率將 填 變大 變小 或 不變 軌道傾角過(guò)大 變大 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(jì)了如圖12所示的實(shí)驗(yàn)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(cè)量合外力的大小 并得到小車總質(zhì)量一定時(shí) 小車的加速度與所受合外力成正比的結(jié)論 下列說(shuō)法正確的是 A 三組實(shí)驗(yàn)中只有甲需要平衡摩擦力B 三組實(shí)驗(yàn)都需要平衡摩擦力C 三組實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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 2 圖丁是用圖甲裝置中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶的一部分 O A B C D和E為紙帶上六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 加速度大小用a表示 則OD間的距離為 cm 圖戊是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的s t2圖線 s為各計(jì)數(shù)點(diǎn)至同一起點(diǎn)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(cè)量中力傳感器和彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)相同 通過(guò)計(jì)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(shí)驗(yàn)時(shí)所用小車總質(zhì)量之比為 1 20 0 934 0 932 0 935均可 1 2 備選訓(xùn)練