高考物理大一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)四 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律課件.ppt

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,第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律,實(shí)驗(yàn)四 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1．學(xué)會(huì)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(wèn)題的方法． 二、實(shí)驗(yàn)原理(見實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)器材 小車、砝碼、小盤、細(xì)繩、附有定滑輪的長(zhǎng)木板、墊木、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、導(dǎo)線兩根、紙帶、天平、米尺． 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1．測(cè)量： 用天平測(cè)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(shí)驗(yàn)原理圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)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(shí)，計(jì)算各次小盤和砝碼的重力(作為小車的合力)及對(duì)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(gè)數(shù)不變時(shí)，計(jì)算各次小車和砝碼的總質(zhì)量及對(duì)應(yīng)紙帶的加速度，填入表(二)中． 表(二),3.利用Δx＝aT2及逐差法求a. 4．以a為縱坐標(biāo)，F(xiàn)為橫坐標(biāo)，根據(jù)各組數(shù)據(jù)描點(diǎn)，如果這些點(diǎn)在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上，說(shuō)明a與F成正比．,二、注意事項(xiàng) 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(shí)，不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上，讓小車?yán)螯c(diǎn)的紙帶勻速運(yùn)動(dòng)． 2．不重復(fù)平衡摩擦力． 3．實(shí)驗(yàn)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(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(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).各量需采用國(guó)際單位． 三、誤差分析 1．系統(tǒng)誤差：本實(shí)驗(yàn)用小盤和砝碼的總重力 m′g 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．偶然誤差：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．,考點(diǎn)一 對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和注意事項(xiàng)的考查,考點(diǎn)二 對(duì)數(shù)據(jù)處理與誤差分析的考查,考點(diǎn)一 對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和注意事項(xiàng)的考查,(2013·高考天津卷)某實(shí)驗(yàn)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(hào))． A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)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(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有砝碼的砝碼桶通過(guò)定滑輪拴在木塊上 C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 D．通過(guò)增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，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(dòng)時(shí)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(shí)驗(yàn)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(méi)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(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙，由圖可知，m甲 __________m乙 ，μ甲 ________ μ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(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律，請(qǐng)回答下列有關(guān)此實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題：,考點(diǎn)二 對(duì)數(shù)據(jù)處理與誤差分析的考查,(1)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備了圖中所示的實(shí)驗(yàn)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(hào))． (2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在小車拖動(dòng)的紙帶上打下一系列點(diǎn)跡，以此記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況．其中一部分紙帶上的點(diǎn)跡情況如圖甲所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s，測(cè)得A點(diǎn)到B、C點(diǎn) 的 距離分別為x1＝5.99 cm、x2＝13.59 cm，則在打下點(diǎn)跡B時(shí)，小 車 運(yùn)動(dòng)的速度vB＝________m/s；小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)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(yàn)證“質(zhì)量一定，加速度a與合外力F的關(guān)系”時(shí)，某學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的a－F圖象，其中圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因是__________________________________________________， 圖線在末端彎曲的原因是___________________________________________________.,平衡摩擦力過(guò)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(duì)實(shí)驗(yàn)的影響． 2．用光電門計(jì)時(shí)獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、計(jì)算加速度更簡(jiǎn)便． 3．用傳感器與計(jì)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(guó)卷Ⅰ)某同學(xué)利用圖甲所示實(shí)驗(yàn)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(duì)應(yīng)關(guān)系圖，如圖乙所示．實(shí)驗(yàn)中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200 g，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長(zhǎng)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(jì)算機(jī)得到．回答下列問(wèn)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(guò)原點(diǎn)，可能的原因是______________________________________________． (3)若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)評(píng)] 該實(shí)驗(yàn)屬于實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新，但設(shè)置的問(wèn)題仍是立足“課本實(shí)驗(yàn)”，無(wú)延伸．,