高考物理大一輪復(fù)習(xí) 實驗四 驗證牛頓運(yùn)動定律課件.ppt

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第三章牛頓運(yùn)動定律 實驗四驗證牛頓運(yùn)動定律 一 實驗?zāi)康? 學(xué)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 3 掌握靈活運(yùn)用圖象處理問題的方法 二 實驗原理 見實驗原理圖 1 保持質(zhì)量不變 探究加速度跟合外力的關(guān)系 2 保持合外力不變 探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系 三 實驗器材小車 砝碼 小盤 細(xì)繩 附有定滑輪的長木板 墊木 打點計時器 低壓交流電源 導(dǎo)線兩根 紙帶 天平 米尺 四 實驗步驟1 測量 用天平測量小盤和砝碼的質(zhì)量m 和小車的質(zhì)量m 2 安裝 按照如實驗原理圖所示裝置把實驗器材安裝好 只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上 即不給小車牽引力 3 平衡摩擦力 在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊 使小車能勻速下滑 一 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力 作為小車的合力 及對應(yīng)紙帶的加速度 填入表 一 中 表 一 2 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)紙帶的加速度 填入表 二 中 表 二 3 利用 x aT2及逐差法求a 4 以a為縱坐標(biāo) F為橫坐標(biāo) 根據(jù)各組數(shù)據(jù)描點 如果這些點在一條過原點的直線上 說明a與F成正比 二 注意事項1 平衡摩擦力 適當(dāng)墊高木板的右端 使小車的重力沿斜面方向的分力正好平衡小車和紙帶受到的阻力 在平衡摩擦力時 不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上 讓小車?yán)螯c的紙帶勻速運(yùn)動 2 不重復(fù)平衡摩擦力 3 實驗條件 m m 4 一先一后一按 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 后釋放小車 且應(yīng)在小車到達(dá)定滑輪前按住小車 5 作圖象時 要使盡可能多的點在所作直線上 不在直線上的點應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線兩側(cè) 6 作圖時兩軸標(biāo)度比例要選擇適當(dāng) 各量需采用國際單位 三 誤差分析1 系統(tǒng)誤差 本實驗用小盤和砝碼的總重力m g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 偶然誤差 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 考點一對實驗原理和注意事項的考查 考點二對數(shù)據(jù)處理與誤差分析的考查 考點一對實驗原理和注意事項的考查 2013 高考天津卷 某實驗小組利用圖示的裝置探究加速度與力 質(zhì)量的關(guān)系 1 下列做法正確的是 填字母代號 A 調(diào)節(jié)滑輪的高度 使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長木板保持平行B 在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時 將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上C 實驗時 先放開木塊再接通打點計時器的電源D 通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時 不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度 2 為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動時受到的拉力 應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量 木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量 填 遠(yuǎn)大于 遠(yuǎn)小于 或 近似等于 AD 遠(yuǎn)小于 3 甲 乙兩同學(xué)在同一實驗室 各取一套圖示的裝置放在水平桌面上 木塊上均不放砝碼 在沒有平衡摩擦力的情況下 研究加速度a與拉力F的關(guān)系 分別得到圖中甲 乙兩條直線 設(shè)甲 乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲 m乙 甲 乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為 甲 乙 由圖可知 m甲 m乙 甲 乙 填 大于 小于 或 等于 小于 大于 2015 海淀區(qū)模擬 某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律 請回答下列有關(guān)此實驗的問題 考點二對數(shù)據(jù)處理與誤差分析的考查 1 該同學(xué)在實驗前準(zhǔn)備了圖中所示的實驗裝置及下列輔助器材 A 交流電源 導(dǎo)線B 天平 含配套砝碼 C 秒表D 刻度尺E 細(xì)線 砂和小砂桶其中不必要的器材是 填代號 2 打點計時器在小車拖動的紙帶上打下一系列點跡 以此記錄小車的運(yùn)動情況 其中一部分紙帶上的點跡情況如圖甲所示 已知打點計時器打點的時間間隔為0 02s 測得A點到B C點的距離分別為x1 5 99cm x2 13 59cm 則在打下點跡B時 小車運(yùn)動的速度vB m s 小車做勻加速直線運(yùn)動的加速度a m s2 結(jié)果保留三位有效數(shù)字 C 0 680 1 61 3 在驗證 質(zhì)量一定 加速度a與合外力F的關(guān)系 時 某學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的a F圖象 其中圖線不過原點的原因是 圖線在末端彎曲的原因是 平衡摩擦力過度 砂和小砂桶的總質(zhì)量m不遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量M 2016年高考命題角度 1 用氣墊導(dǎo)軌替代木板 不需平衡摩擦 避免了摩擦對實驗的影響 2 用光電門計時獲取實驗數(shù)據(jù) 計算加速度更簡便 3 用傳感器與計算機(jī)相連 得到小車加速度 使數(shù)據(jù)處理更加快速 準(zhǔn)確 2014 高考新課標(biāo)全國卷 某同學(xué)利用圖甲所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應(yīng)關(guān)系圖 如圖乙所示 實驗中小車 含發(fā)射器 的質(zhì)量為200g 實驗時選擇了不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪 小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機(jī)得到 回答下列問題 1 根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果 小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成 填 線性 或 非線性 關(guān)系 2 由圖乙可知 a m圖線不經(jīng)過原點 可能的原因是 3 若利用本實驗裝置來驗證 在小車質(zhì)量不變的情況下 小車的加速度與作用力成正比 的結(jié)論 并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力 則實驗中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是 鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是 非線性 存在摩擦力 調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力 遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 點評 該實驗屬于實驗器材的創(chuàng)新 但設(shè)置的問題仍是立足 課本實驗 無延伸