《南方新高考高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題三 實(shí)驗(yàn)四 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律課件 新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《南方新高考高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題三 實(shí)驗(yàn)四 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律課件 新人教版（54頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、實(shí)驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)?zāi)康目刂谱兞苛|(zhì)量學(xué)會(huì)用_法來(lái)研究物理規(guī)律；探究_與_、_的關(guān)系，進(jìn)而驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)原理控制變量探究加速度 a 與力 F 及質(zhì)量 M 的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用的基本方法是_法，即先控制一個(gè)參量小車的質(zhì)量 M 不變，討論加速度 a 與力 F 的關(guān)系，再控制細(xì)砂和砂桶的質(zhì)量不變，即力 F 不變，改變小車質(zhì)量 M，討論加速度 a 與 M 的關(guān)系加速度實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶及復(fù)寫(xiě)紙、小車、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、砂桶、細(xì)繩、細(xì)砂、低壓交流電源、天平、刻度尺、砝碼實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)步驟(1)用天平分別測(cè)出_和_的質(zhì)量 M 和 m，把數(shù)值記錄下來(lái)砂和砂桶(2)按圖 S4-1 所示把
2、實(shí)驗(yàn)器材安裝好圖 S4-1小車(3)平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板_的一端下面墊上一塊薄木板，反復(fù)移動(dòng)其位置，直至_的小車剛好在斜面上保持_為止 (4)將砂桶通過(guò)細(xì)繩系在小車上，先_后_，使小車運(yùn)動(dòng)，用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，取下紙帶，并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼放開(kāi)小車(5)保持_不變，改變砂桶中的細(xì)砂量，重復(fù)步驟(4)，每次記錄必須在相應(yīng)的紙帶上做上標(biāo)記，列表格將記錄的數(shù)據(jù)填寫(xiě)在表內(nèi)細(xì)砂和砂桶的質(zhì)量(6)建立坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示力，在坐標(biāo)系上描點(diǎn)，畫(huà)出相應(yīng)的圖線以驗(yàn)證 a 與 F 的關(guān)系(7)保持_不變，改變小車的質(zhì)量(在小車上增減砝碼)，重復(fù)上述步驟(5)、(6)，驗(yàn)證 a 與 M 的關(guān)系
3、沒(méi)有滑輪未掛沙桶勻速直線運(yùn)動(dòng)接通電源小車的質(zhì)量注意事項(xiàng)(1) 每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量_重物質(zhì)量的條件下打出只有如此，重物重力才可視為小車受到的拉力遠(yuǎn)大于(2)改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開(kāi)始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近_，并應(yīng)先接通電源，再放開(kāi)小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(3)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)稱分布在所作直線的兩側(cè)實(shí)驗(yàn)分析(4)作圖時(shí)兩坐標(biāo)軸標(biāo)度比例要選擇適當(dāng)，各量須采用國(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)小些(5)為提高測(cè)量精度，可以采取下列措施：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)
4、可以把每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為單位時(shí)間，即從開(kāi)始點(diǎn)起，每隔四個(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 T0.1 s.圖象分析(1)未平衡阻力對(duì)圖象的影響：對(duì)小車在傾斜的木板上的受力情況進(jìn)行分析，如圖 S4-2 所示，f 為 M 受到的摩擦力，f為紙帶等的阻力由牛頓第二定律可得 aF(Mgsin ff)M因此調(diào)節(jié)可平衡摩擦力，并且只要平衡一次即可圖 S4-2若摩擦力未平衡或平衡不足(太小)，則 a00，此時(shí) a-F 圖象如圖乙所示(2)平衡摩擦力和阻力后，如果砂桶和細(xì)砂的質(zhì)量 m 太大，會(huì)使圖線彎曲實(shí)際上小車受到的拉力與 mg 并不相等由牛即 a-F 圖象會(huì)隨著 F 的不斷增大往 F 軸彎曲如
5、圖 S4-4 所示因此做實(shí)驗(yàn)時(shí)要保證 Mm.圖 S4-4圖 S4-5實(shí)驗(yàn)改進(jìn)本實(shí)驗(yàn)中可以用氣墊導(dǎo)軌來(lái)代替長(zhǎng)木板，這樣就省去了平衡小車摩擦力的麻煩，小車的加速度也可以利用傳感器，借助于計(jì)算機(jī)來(lái)處理【基礎(chǔ)檢測(cè)】(2015 年廣東深圳模擬)某同學(xué)做“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的探究對(duì)象是鋁塊(質(zhì)量小于砂桶)，在靜止釋放輕繩前，裝置如圖 S4-6 甲所示甲乙圖 S4-6(1)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中有兩處明顯錯(cuò)誤，分別是_和_(2)糾錯(cuò)后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)：保持鋁塊的質(zhì)量 m 不變，通過(guò)在砂桶中添加砂來(lái)改變對(duì)鋁塊的拉力；每次釋放輕繩，由力傳感器可測(cè)得拉力的大小 F，由紙帶上打出的點(diǎn)可算出對(duì)應(yīng)加速度的大小 a；
6、已知重力加速度為 g.該同學(xué)根據(jù)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出如圖乙所示的一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，他標(biāo)注縱軸為加速度 a，但忘記標(biāo)注橫軸，你認(rèn)為橫軸代表的物理量是_(用所給的字母表示)(3)若把力傳感器裝在右側(cè)輕繩上則實(shí)驗(yàn)的誤差會(huì)更_(填“大”或“小”)要進(jìn)行打點(diǎn)的紙答案：(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器錯(cuò)接在直流電源上帶留得太短(2)Fmg(3)大考點(diǎn)1 實(shí)驗(yàn)原理、步驟及器材的調(diào)整重點(diǎn)歸納平衡摩擦力的方法(1)在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛重物的細(xì)線系在小車上，即不要給小車加任何牽引力讓小車拖著紙帶打點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，調(diào)整長(zhǎng)木板的傾角，直到紙帶上打點(diǎn)均勻?yàn)橹?2)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變重物質(zhì)量，還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都
7、不需要重新平衡摩擦力典例剖析例 1：(2015 年廣東惠州二調(diào))某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖 S4-7 甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系甲乙丙圖 S4-7(1)_( 填“甲”或“乙”) 實(shí)驗(yàn)裝置比較好，原因是_.(2)該同學(xué)選擇比較理想的實(shí)驗(yàn)裝置后，在平衡小車與桌面之間摩擦力的過(guò)程中，打出了一條紙帶如圖丙所示，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為 0.02 s從比較清晰的點(diǎn)起，每 5 個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，該小車的加速度 a _m/s2(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，當(dāng)小車的質(zhì)量不變時(shí)，小車的加速度與小車的合外力滿足_圖的關(guān)系A(chǔ)CBD思維點(diǎn)撥：解本
8、題的關(guān)鍵是思考甲裝置加了拉力傳感器后，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生什么樣的影響解析：(1)甲裝置加了拉力傳感器后，甲圖通過(guò)拉力傳感器能夠準(zhǔn)確得到小車受到的拉力大小，不需像乙圖那樣要使小車的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量才能近似認(rèn)為小車受到的拉力等于鉤碼的重力；(2)取第一段和第三段來(lái)進(jìn)行計(jì)算，s2aT2，以準(zhǔn)確測(cè)量出拉力的大小，就不存在由于鉤碼的質(zhì)量太大而引起的誤差，故選 A.答案：(1)甲甲裝置加了拉力傳感器，不需要像乙裝置那樣要使小車的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量才能近似認(rèn)為小車受到的拉力等于鉤碼的重力(2)0.16 (3)A備考策略：弄清實(shí)驗(yàn)原理、步驟及器材調(diào)整是對(duì)實(shí)驗(yàn)備考的基本要求，是創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的根基，它常成為考查
9、的內(nèi)容之一【考點(diǎn)練透】1(2015 年云南一模)一學(xué)生用如圖 S4-8 甲所示的裝置測(cè)量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)在桌面上放置一塊水平長(zhǎng)木板，木板一端帶滑輪，另一端固定一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器木塊一端拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，另一端連接跨過(guò)定滑輪的繩子，在繩子上懸掛一定質(zhì)量的鉤碼后可使木塊在木板上勻加速滑動(dòng)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得木塊質(zhì)量 M150 g，鉤碼質(zhì)量 m50 g.甲乙圖 S4-8(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，讓細(xì)線與木板_(2)實(shí)驗(yàn)中得到如圖乙所示的紙帶，紙帶上 A、B、C、D、E 是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是 0.10 s，所測(cè)數(shù)據(jù)在圖中已標(biāo)出，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可求得木塊運(yùn)動(dòng)的加速度 a _ m
10、/s2(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可導(dǎo)出計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式 _(用 M、 m、g、a 表示); 取 g10 m/s2，代入相關(guān)數(shù)據(jù)可求得_(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)2如圖 S4-9 所示為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖砂和砂桶的總質(zhì)量為 m，小車和砝碼的總質(zhì)量為 M.實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車?yán)Φ拇笮D S4-9(1)實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行接下來(lái)還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是_(填正確答案標(biāo)號(hào))A將長(zhǎng)木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié) m 的
11、大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)B將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，讓小車連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)C將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?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(yùn)動(dòng)(2)如圖 S4-10 所示是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G 為 7 個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：xAB4.22 cm 、xBC 4.65 cm 、xCD 5.08 cm 、xDE 5.49 cm ，xEF 5.91 c
12、m，xFG6.34 cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為 50 Hz，則小車的加速度 a_m/s2.(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖 S4-10答案：(1)B (2)0.42考點(diǎn) 2 對(duì)數(shù)據(jù)處理和誤差分析的考查1圖象法處理數(shù)據(jù)：根據(jù)記錄的 a、F、M 數(shù)據(jù)，分別作1M與作用力成正比，與質(zhì)量成反比2誤差分析本實(shí)驗(yàn)的誤差主要來(lái)源于質(zhì)量的測(cè)量，紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)間隔距離的測(cè)量，拉線或紙帶不與木板平行，平衡摩擦力不準(zhǔn)等實(shí)驗(yàn)原理不完善也會(huì)造成系統(tǒng)誤差a-F、a- 圖象，如果圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，就證明加速度重點(diǎn)歸納典例剖析例 2：(2015 年河北高陽(yáng)中學(xué)模擬)用如圖 S4-11 甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓
13、第二定律(1)某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如圖乙所示的 a-F 圖象，造成這一結(jié)果的原因是：在平衡摩擦力時(shí)木板與水平桌面間的傾角_(填“偏大”或“偏小”)甲乙圖 S4-11(2)該同學(xué)在平衡摩擦力后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)際小車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的拉力_ 砝碼和盤的總重力 ( 填“大于”“小于”或“等于”)，為了便于探究、減小誤差，應(yīng)使小車質(zhì)量 M與砝碼和盤的總質(zhì)量 m 滿足_的條件(3)某同學(xué)得到如圖 S4-12 所示的紙帶已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為 50 Hz.A、B、C、D、E、F、G 是紙帶上 7 個(gè)連續(xù)的點(diǎn)ssDGsAD_cm.由此可算出小車的加速度 a_m/s2(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖 S4-12思維
14、點(diǎn)撥：圖線不過(guò)原點(diǎn)，與 a 軸有交點(diǎn)，即表示沒(méi)有拉力時(shí)，就有加速度，說(shuō)明平衡摩擦力過(guò)度解析：(1)從圖象可以得出，還沒(méi)有拉力時(shí)，就已經(jīng)存在加速度，說(shuō)明斜面傾角過(guò)大造成的；其中a0 表示沒(méi)有任何拉力時(shí)，小車的加速度(2)小車實(shí)際受到的拉力要小于砝碼和砝碼盤的總重力為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中必須滿足 Mm.(3)從刻度尺上讀出 sDG3.90 cm，sAD2.10 cm，因此s sDG sAD 1.80 cm ，根據(jù)s aT 2 得加速度a 1.81020.0625.0 m/s2答案：(1)偏大(2)小于Mm(3)1.805.0備考策略：用圖象法處理數(shù)據(jù)，要設(shè)計(jì)好刻度，根據(jù)數(shù)據(jù)確定點(diǎn)的位置，將點(diǎn)用一條直線
15、連起來(lái)，延長(zhǎng)交于坐標(biāo)軸某一點(diǎn)處理圖象問(wèn)題要注意圖線的斜率、交點(diǎn)、拐點(diǎn)、面積等意義，能正確理解這些量的意義則很多問(wèn)題將會(huì)迎刃而解【考點(diǎn)練透】3(2015 年廣東深圳五校聯(lián)考)“探究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖 S4-13 甲所示甲乙丙圖 S4-13(1)安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，應(yīng)調(diào)整定滑輪的高度，使拉小車的細(xì)線在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持與 _( 填“桌面”或“ 長(zhǎng)木板”)平行(2)平衡摩擦力后，為了驗(yàn)證小車的加速度與其質(zhì)量的定量關(guān)系，必須采用_法(3)保持小車受力不變，測(cè)量不同質(zhì)量的小車在這個(gè)力作用下的加速度某次實(shí)驗(yàn)中打出如圖乙所示的紙帶(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為 50 Hz)，則這個(gè)加速度 a_.(4)
16、某同學(xué)把實(shí)驗(yàn)得到的幾組數(shù)據(jù)畫(huà)成圖丙的 a-m 圖象，為了更直觀描述物體的加速度跟其質(zhì)量的關(guān)系，你應(yīng)該建議他改畫(huà) a 和_的關(guān)系圖象解析：(1)為了減小實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的摩擦力，細(xì)線和長(zhǎng)木板應(yīng)保持平行(2)為了驗(yàn)證小車的加速度與其質(zhì)量的定量關(guān)系，必須保證受力恒定，所以采用控制變量法(3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在相等時(shí)間內(nèi)走過(guò)的位移差是一個(gè)定值，則 x23x12 成反比，在 a-m 圖象中應(yīng)該是雙曲線，但是實(shí)驗(yàn)得出的各組數(shù)1m是正比例函數(shù)，此時(shí)各組數(shù)據(jù)是不是落在同一條直線上是非常1m答案：(1)長(zhǎng)木板(2)控制變量 (3)0.16 m/s21(4)mm/s2.(4)由牛頓第二定律 Fma 可知當(dāng)合外力
17、 F 不變時(shí) m 與 a據(jù)是不是落在同一條雙曲線上是不好判斷的，但是 a- 的關(guān)系容易觀察的，所以圖象坐標(biāo)應(yīng)該選用a- .4(2015 年福建寧德質(zhì)檢)某次“探究加速度 a 跟物體所受合力 F 和質(zhì)量 m 的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)過(guò)程中：甲乙圖 S4-14(1)圖 S4-14 甲所示為實(shí)驗(yàn)裝置圖圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的一段紙帶，計(jì)數(shù)點(diǎn) A、B、C、D、E 間的時(shí)間間隔為 0.1 s，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為_(kāi)m/s2(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶的質(zhì)量，進(jìn)行多次測(cè)量根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出了加速度 a 隨拉力 F 的變化圖象，如圖S4-15 所示圖中直線沒(méi)有通過(guò)原點(diǎn)，其主要原
18、因是_圖 S4-15次測(cè)量，得到小車加速度 a、質(zhì)量 m 及其對(duì)應(yīng)的 的數(shù)據(jù)如表(3)保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車中砝碼質(zhì)量，進(jìn)行多1m中所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345678小車加速度a/(ms2)1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30小車和砝碼質(zhì)量m/kg0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 /kg14.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.601m請(qǐng)?jiān)谌鐖D S4-16所示的坐標(biāo)紙中畫(huà)出 a- 圖線根據(jù)作出的a- 圖象可以得到的結(jié)論是：_1m圖 S4-161m_.答案：(1)0.43
19、(2)實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力(或平衡摩擦力不充分)(3)如圖 D24 所示圖 D24合外力一定時(shí)，加速度跟質(zhì)量成反比考點(diǎn)3 涉及光電門實(shí)驗(yàn)的新題型光電門是一個(gè)像門一樣的裝置，一邊安裝發(fā)光裝置，一邊安裝接收裝置并與計(jì)時(shí)裝置連接當(dāng)物體通過(guò)光電門時(shí)光被擋住，計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)物體離開(kāi)時(shí)停止計(jì)時(shí)，這樣就可以根據(jù)物體大小與運(yùn)動(dòng)時(shí)間計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度；若計(jì)時(shí)裝置具備 重點(diǎn)歸納運(yùn)算功能，使用隨機(jī)配置的擋光片(寬度一定)，可以直接測(cè)量物體的瞬時(shí)速度 典例剖析例 3：如圖 S4-17 甲所示的光電門傳感器是測(cè)定瞬時(shí)速度大小的儀器，其原理是發(fā)射端發(fā)出一束很細(xì)的紅外線到接收端，當(dāng)固定在運(yùn)動(dòng)物體上的一個(gè)已知寬度為 d 的
20、擋光板通過(guò)光電門擋住紅外線時(shí)，和它連接的數(shù)字計(jì)時(shí)器可記下?lián)豕獾臅r(shí)間t，則可以求出運(yùn)動(dòng)物體通過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度大小甲乙丙圖S4-17(1) 為了減小測(cè)量瞬時(shí)速度的誤差，應(yīng)該選擇寬度比較_(填“寬”或“窄”)的擋光板(2)如圖乙所示是某同學(xué)利用光電門傳感器探究小車加速度與力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，他將該光電門固定在水平軌道上的 B 點(diǎn)，用不同重物通過(guò)細(xì)線拉同一小車，小車每次都從同一位置 A 點(diǎn)由靜止釋放圖 S4-18如圖丙所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)出擋光板的寬度 d_mm，實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車從圖乙中的 A 點(diǎn)由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器記下?lián)豕獍逋ㄟ^(guò)光電門時(shí)擋光的時(shí)間間隔t0.02 s，則小車通過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度大
21、小為_(kāi)m/s.實(shí)驗(yàn)中設(shè)小車的質(zhì)量為 m1，重物的質(zhì)量為 m2，則在 m1與 m2 滿足關(guān)系_時(shí)可近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力大小與重物的重力大小相等測(cè)出多組重物的質(zhì)量 m2 和對(duì)應(yīng)擋光板通過(guò)光電門的時(shí)間間隔，并算出小車經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度 v，通過(guò)描點(diǎn)作出線性圖象，研究小車的加速度與力之間的關(guān)系，如圖 S4-18 所示處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出_(填“v-m2”或“v2-m2”)圖象；某同學(xué)在中作出的線性圖象不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，其可能的原因是_思維點(diǎn)撥：光電門會(huì)自動(dòng)記錄滑塊通過(guò)光電門的時(shí)間，用可以看成是瞬時(shí)速度解析：(1)短時(shí)間內(nèi)的平均速度大小可以近似認(rèn)為是該時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小，所以應(yīng)該選擇寬度比較窄的擋光板(2)
22、游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為11 mm ，游標(biāo)讀數(shù)為0.0510 mm0.50 mm，所以最終讀數(shù)為：11 mm 0.50 mm 11.50 mm；數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄通過(guò)光電門的時(shí)間，由位移公式計(jì)算出物體通過(guò)光電門的平均速度，用該平均速度代替物體的瞬 dt時(shí)速度，故在遮光條經(jīng)過(guò)光電門時(shí)小車的瞬時(shí)速度 v 0.575 m/s.該實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是小車，采用控制變量法研究當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，研究小車的加速度和小車所受合外力的關(guān)系那么小車的合外力怎么改變和測(cè)量呢？為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把沒(méi)有滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力根據(jù)牛頓第二定律得：對(duì) m2：m
23、2gF 拉m2a開(kāi)始當(dāng)小車掛上重物時(shí)，加速度卻為零，線性圖象不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，故導(dǎo)致圖象不過(guò)原點(diǎn)的原因是木板傾角偏小，即說(shuō)明操作過(guò)程中沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足答案：(1)窄(2)11.50 0.575m1m2v2m2操作過(guò)程中沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足由題意可知，m1、s 不變，畫(huà)出 v2-m2 圖象，若圖象為過(guò)原點(diǎn)的直線，則說(shuō)明外力和加速度成正比，故畫(huà)出 v2-m2 圖象可以直觀的得出結(jié)論備考策略：光電門、光電計(jì)時(shí)器是新引進(jìn)的器材和實(shí)驗(yàn)，在未來(lái)高考命題中出現(xiàn)的幾率較大如何學(xué)會(huì)正確閱讀并找出有效信息和規(guī)律是近年高考命題者常思考的一個(gè)重要問(wèn)題，命題者想通過(guò)這類命題來(lái)引導(dǎo)學(xué)生提高閱讀和理解
24、能力，學(xué)會(huì)化繁為簡(jiǎn)，這也是提高創(chuàng)新能力的重要途徑之一5(2015 年湖北孝感檢測(cè))某同學(xué)利用如圖 S4-19 所示的裝置探究“小車的加速度與所受合外力的關(guān)系”，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：圖 S4-19【考點(diǎn)練透】B調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長(zhǎng)木板向下運(yùn)動(dòng)，且通過(guò)兩個(gè)光電門的時(shí)間相等C取下細(xì)繩和砂桶，測(cè)量砂子和桶的質(zhì)量 m，并記下D保持長(zhǎng)木板的傾角不變，不掛砂桶，將小車置于靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，記錄小車先后通過(guò)光電門甲和乙時(shí)顯示的時(shí)間E重新掛上細(xì)繩和砂桶，改變砂桶中砂子的質(zhì)量，重復(fù)B D 步驟A按照?qǐng)D示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，掛上砂桶(含少量砂子)(1)若砂桶和砂子的總質(zhì)量為 m，小車的質(zhì)量為 M，重力加速度為 g，則步驟 D 中小車加速下滑時(shí)所受合外力的大小為_(kāi)(忽略空氣阻力)圖 S4-20(2) 如圖S4-20 所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光片寬度d _mm.(3)若遮光片的寬度為 d，光電門甲、乙之間的距離為 l，顯示的時(shí)間分別為 t1、t2，則小車的加速度 a_.(4)有關(guān)本實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是_A砂桶和砂子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量B小車的質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于砂桶和砂子的總質(zhì)量C平衡摩擦力時(shí)要取下細(xì)繩和砂桶D平衡摩擦力時(shí)不能取下細(xì)繩和砂桶
南方新高考高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題三 實(shí)驗(yàn)四 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律課件 新人教版
