高考?xì)v史 第3章 第4節(jié) 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律知識(shí)研習(xí)課件 魯科版必修3

《高考?xì)v史 第3章 第4節(jié) 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律知識(shí)研習(xí)課件 魯科版必修3》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考?xì)v史 第3章 第4節(jié) 實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律知識(shí)研習(xí)課件 魯科版必修3（21頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)學(xué)會(huì)用 法研究物理規(guī)律；體會(huì)實(shí)驗(yàn)的精髓在于“控制變量”(2)學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用圖象處理物理問(wèn)題的方法(3)探究加速度與、的關(guān)系控制變量控制變量力力質(zhì)量質(zhì)量2實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)共有3個(gè)參量F、m、a，研究加速度a與F及m的關(guān)系時(shí)，我們先控制一個(gè)參量小車(chē)的質(zhì)量m不變，討論a與F的關(guān)系；再控制砝碼和小盤(pán)的質(zhì)量不變，即F不變，討論a與m的關(guān)系3實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙片、小車(chē)、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小盤(pán)、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺、砝碼考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)及誤差分析1實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理(1)用天平測(cè)出小車(chē)和鉤碼的總質(zhì)量M，把數(shù)值記錄下來(lái)(2)按圖把實(shí)

2、驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛鉤碼的細(xì)繩系在車(chē)上，即不給小車(chē)加牽引力(3)平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板不帶定滑輪的一端下面墊一塊木板，反復(fù)移動(dòng)木板的位置，直至小車(chē)在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)這時(shí)，小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力恰好與小車(chē)所受的重力在斜面方向上的分力平衡(4)把細(xì)繩系在小車(chē)上并繞過(guò)滑輪懸掛鉤碼，先接通電源再放開(kāi)小車(chē)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，打完點(diǎn)后切斷電源，取下紙帶，在紙帶上標(biāo)上紙帶號(hào)碼(5)保持小車(chē)和小車(chē)上疊放的鉤碼的質(zhì)量不變，在繩子另一頭掛上鉤碼，使鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)和小車(chē)上疊放的鉤碼的總質(zhì)量，把懸掛鉤碼的總質(zhì)量m記錄下來(lái)，重復(fù)步驟(4)再加上適當(dāng)?shù)你^碼，記錄下

3、懸掛鉤碼的總質(zhì)量m，再重復(fù)步驟(4)(6)重復(fù)步驟(5)3次，得到3條紙帶(7)在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，算出每條紙帶上的加速度的值(8)用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示作用力F，作用力的大小F等于懸掛鉤碼的總重力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上畫(huà)出相應(yīng)的點(diǎn)，如果這些點(diǎn)是在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上，便證明了加速度與作用力成正比(9)保持懸掛鉤碼的質(zhì)量不變，在小車(chē)上疊放鉤碼，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車(chē)和小車(chē)上疊放的鉤碼的總質(zhì)量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上畫(huà)出相應(yīng)的點(diǎn)如果這些點(diǎn)是在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上，就證明了加速度與質(zhì)量成反比2注意事項(xiàng)(1)

4、一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是調(diào)出一個(gè)合適的斜面，使小車(chē)的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車(chē)受的摩擦阻力在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛鉤碼的細(xì)線系在小車(chē)上，即不要給小車(chē)加任何牽引力，并要讓小車(chē)拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動(dòng)(2)實(shí)驗(yàn)步驟(2)(3)不需要重復(fù)，即整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變懸掛鉤碼的總質(zhì)量還是改變小車(chē)與小車(chē)上疊放的鉤碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力(3)每條紙帶必須在滿足小車(chē)與車(chē)上所加鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于懸掛鉤碼的總質(zhì)量的條件下打出只有如此，懸掛鉤碼的總重力才可視為小車(chē)受到的拉力(4)改變拉力和小車(chē)質(zhì)量后，每次開(kāi)始時(shí)小車(chē)應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再放開(kāi)小車(chē)，且應(yīng)在小車(chē)

5、到達(dá)滑輪前按住小車(chē)(5)作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱地分布在所作直線兩側(cè)(6)作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要選擇適當(dāng)各量要采用國(guó)際單位這樣，作圖線時(shí)，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過(guò)密，誤差會(huì)小一些(7)為提高測(cè)量精度，應(yīng)：舍掉紙帶上開(kāi)頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)起點(diǎn).可以把每打5次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位，即從開(kāi)始點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)標(biāo)出一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，而相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)0.1 s.3誤差分析(1)質(zhì)量的測(cè)量誤差，紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)間隔距離的測(cè)量誤差，拉線或紙帶不與木板平行等都會(huì)造成誤差(2)因?qū)嶒?yàn)原理不完善造成誤差：本實(shí)驗(yàn)中用懸掛的鉤碼的總重力代替小車(chē)受到的拉力(

6、實(shí)際上小車(chē)受到的拉力要小于懸掛鉤碼的總重力)，存在系統(tǒng)誤差懸掛的鉤碼的總質(zhì)量越接近小車(chē)的質(zhì)量，誤差就越大；反之，懸掛的鉤碼的總質(zhì)量越小于小車(chē)的質(zhì)量，誤差就越小(3)平衡摩擦力不準(zhǔn)造成誤差：在平衡摩擦力時(shí)，除了不掛鉤碼外，其他的都跟正式實(shí)驗(yàn)一樣(比如要掛好紙帶、接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)，勻速運(yùn)動(dòng)的標(biāo)志是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上相鄰各點(diǎn)間的距離相等【案例1】(2010山東理綜)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來(lái)探究加速度與力的關(guān)系彈簧秤固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細(xì)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(huà)出兩條平行線MN、PQ，并測(cè)出間距d.開(kāi)始時(shí)將木板置于MN

7、處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為止，記下彈簧秤的示數(shù)F0，以此表示滑動(dòng)摩擦力的大小再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運(yùn)動(dòng)到PQ處的時(shí)間t.(1)木板的加速度可以用d、t表示為a_；為了減小測(cè)量加速度的偶然誤差可以采用的方法是(一種即可)_(2)改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)F1的關(guān)系下列圖象能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是()(3)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(diǎn)是()A可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小B可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)C可以比較精確地測(cè)出摩擦力的大小D可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精

8、度01FFmm，(3)用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼相比，水的質(zhì)量可以連續(xù)調(diào)節(jié)，因而F1的大小也可以連續(xù)調(diào)節(jié)，從而比較精確地測(cè)出摩擦力的大小和更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，故正確答案為B、C.【案例2】（2011重慶理綜）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，利用米尺、秒表、輕繩、輕滑輪、軌道、滑塊、托盤(pán)和砝碼等器材來(lái)測(cè)定滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù).滑塊和托盤(pán)上分別放有若干砝碼，滑塊質(zhì)量為M，滑塊上砝碼總質(zhì)量為m，托盤(pán)和盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量為m.實(shí)驗(yàn)中，滑塊在水平軌道上從A到B做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，重力加速度g取10 m/s2.（1）為測(cè)量滑塊的加速度a，須測(cè)出它在A、B間運(yùn)動(dòng)的_與_，計(jì)算a的運(yùn)動(dòng)學(xué)公

9、式是_； （2）根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得到a與m的關(guān)系為：他想通過(guò)多次改變m，測(cè)出相應(yīng)的a值，并利用上式來(lái)計(jì)算.若要求a是m的一次函數(shù)，必須使上式中_的保持不變，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)將從托盤(pán)中取出的砝碼置于_；（3）實(shí)驗(yàn)得到a與m的關(guān)系如圖所示，由此可知=_（取兩位有效數(shù)字）.(1)()gamgMmm【解析】（1）在初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中共有s、t、a、v四個(gè)常用量.欲測(cè)加速度a則必須測(cè)出s、t、v中的任意兩個(gè)，但是速度v不容易直接測(cè)量，故須測(cè)出位移s和時(shí)間t，再根據(jù)a=2s/t2求a.（2）把 與一次函數(shù)y=kx+b相對(duì)應(yīng)，當(dāng)與k相對(duì)應(yīng)的 為定值時(shí)，即m+m保持不變時(shí)， a是m的一次函數(shù).實(shí)驗(yàn)時(shí)只需將砝碼從托盤(pán)中 (1)()gamgMmm(1)()gMmm取出置于滑塊上即可達(dá)到目的.（3）可求得圖線的斜率k的數(shù)值，將公式 變?yōu)閍=km-g，再?gòu)闹本€上選取適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)，將點(diǎn)的兩坐標(biāo)值（m,a）代入a=km-g后，可求得的值. 【答案】 （1）位移 時(shí)間 a=2s/t2 （2）m+m 滑塊上 （3）0.23（0.210.25）(1)()gamgMmm