高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)4 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律課件.ppt

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必考部分 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 網(wǎng)控基礎(chǔ)點(diǎn)讀讀有底氣 重視實(shí)驗(yàn)操作提高實(shí)驗(yàn)技巧 3 平衡摩擦力 小車(chē)的尾部掛上紙帶 紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔 將木板無(wú)滑輪的一端稍微墊高一些 使小車(chē)在不掛小盤(pán)和砝碼的情況下 能沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng) 這樣小車(chē)所受重力沿木板的分力與小車(chē)所受摩擦力平衡 在保證小盤(pán)和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量的條件下 可以近似認(rèn)為小盤(pán)和砝碼的總重力大小等于小車(chē)所受的合外力的大小 4 把小車(chē)停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處 掛上小盤(pán)和砝碼 先接通電源 再讓小車(chē)拖著紙帶在木板上勻加速下滑 打出一條紙帶 5 改變小盤(pán)內(nèi)砝碼的個(gè)數(shù) 重復(fù)步驟 4 并多做幾次 6 保持小盤(pán)內(nèi)的砝碼個(gè)數(shù)不變 在小車(chē)上放上砝碼改變小車(chē)的質(zhì)量 讓小車(chē)在木板上滑動(dòng)打出紙帶 7 改變小車(chē)上砝碼的個(gè)數(shù) 重復(fù)步驟 6 三 注意事項(xiàng)1 平衡摩擦力 在平衡摩擦力時(shí) 不要把懸掛小盤(pán)的細(xì)繩系在小車(chē)上 即不要給小車(chē)加任何牽引力 并要讓小車(chē)拖著紙帶勻速運(yùn)動(dòng) 平衡了摩擦力后 不管以后是改變小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量 都不需要重新平衡摩擦力 2 實(shí)驗(yàn)條件 每條紙帶都必須在滿(mǎn)足小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出 只有如此 小盤(pán)和砝碼的總重力才可視為小車(chē)受到的拉力 3 作圖 作圖時(shí) 兩坐標(biāo)軸的比例要適當(dāng) 要使盡可能多的點(diǎn)落在所作直線上 不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱(chēng)地分布在所作直線兩側(cè) 研細(xì)核心點(diǎn)練透實(shí)驗(yàn)題 調(diào)研1 在探究物體的加速度a與物體所受外力F 物體質(zhì)量M間的關(guān)系時(shí) 采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置 小車(chē)及車(chē)中砝碼的總質(zhì)量用M表示 盤(pán)及盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量用m表示 1 當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿(mǎn)足 時(shí) 才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和砝碼的重力 考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理與操作 試題調(diào)研 1 本實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)關(guān)鍵步驟 一是正確平衡摩擦力 二是保證盤(pán)及盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車(chē)及車(chē)中砝碼的總質(zhì)量 2 計(jì)算加速度時(shí) 為減小偶然誤差 應(yīng)采用逐差法 名師歸納點(diǎn)題破疑 1 1 如圖甲為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 1 平衡小車(chē)所受阻力的操作 取下 把木板不帶滑輪的一端墊高 接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源 經(jīng)推小車(chē) 讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng) 如果打出的紙帶如圖乙所示 則應(yīng) 填 減小 或 增大 木板的傾角 反復(fù)調(diào)節(jié) 直到紙帶上打出的點(diǎn)跡 為止 類(lèi)題練熟 2 圖丙為研究 在外力一定的條件下 物體的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系 時(shí)所得的實(shí)驗(yàn)圖象 橫坐標(biāo)m為小車(chē)上砝碼的質(zhì)量 設(shè)圖中直線的斜率為k 在縱軸上的截距為b 若牛頓定律成立 則小車(chē)受到的拉力為 小車(chē)的質(zhì)量為 調(diào)研2 某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究當(dāng)合外力一定時(shí) 物體運(yùn)動(dòng)的加速度與其質(zhì)量之間的關(guān)系 考點(diǎn)二 數(shù)據(jù)處理與誤差分析 試題調(diào)研 1 由圖中刻度尺讀出兩個(gè)光電門(mén)中心之間的距離x 24cm 由圖中游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度d cm 該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時(shí) 將滑塊從如圖所示位置由靜止釋放 由數(shù)字計(jì)時(shí)器可以讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)1的時(shí)間 t1 遮光條通過(guò)光電門(mén)2的時(shí)間 t2 則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)1時(shí)的瞬時(shí)速度的表述式v1 滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)2時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式v2 則滑塊的加速度的表達(dá)式a 以上表達(dá)式均用字母表示 2 在本次實(shí)驗(yàn)中 實(shí)驗(yàn)小組通過(guò)改變滑塊質(zhì)量總共做了6組實(shí)驗(yàn) 得到如表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 通過(guò)分析表中數(shù)據(jù)后 你得出的結(jié)論是 3 現(xiàn)需通過(guò)圖象進(jìn)一步驗(yàn)證你的結(jié)論 請(qǐng)利用表格數(shù)據(jù)在如圖所示坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出相應(yīng)圖象 物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一般以表格的形式來(lái)呈現(xiàn) 但對(duì)數(shù)據(jù)的處理有公式法和圖象法兩種 利用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更直觀 更簡(jiǎn)潔 同時(shí)也能修正實(shí)驗(yàn)的偶然誤差 作圖象時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 根據(jù)物理規(guī)律判斷圖線應(yīng)是直線還是曲線 根據(jù)給出的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上選擇合適的坐標(biāo)軸及標(biāo)度 根據(jù)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中找出正確的坐標(biāo)點(diǎn) 用平滑的線將找到的坐標(biāo)點(diǎn)連接 偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去不用 偏離較近的點(diǎn)應(yīng)均分在線的兩側(cè) 不要畫(huà)成折線 也不應(yīng)把線畫(huà)得過(guò)粗 名師歸納點(diǎn)題破疑 2 1 某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置 探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 物塊在重物的牽引下開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 重物落地后 物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上 尚未到達(dá)滑輪處 從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始 每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz 類(lèi)題練熟 1 通過(guò)分析紙帶數(shù)據(jù) 可判斷物塊在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn) 和 之間某時(shí)刻開(kāi)始減速 2 計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為 m s 計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為 m s 保留三位有效數(shù)字 3 物塊減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小為a m s2 若用來(lái)計(jì)算物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù) g為重力加速度 則計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值 填 偏大 或 偏小 調(diào)研3 1 圖甲是探究加速度與力 質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)示意圖 根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù) 作出a F圖線如圖乙所示 圖線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的原因是 平衡摩擦力時(shí) 主要是平衡了 之間及 之間的摩擦 考點(diǎn)三 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新 試題調(diào)研 2 幾位同學(xué)分析所得到的a F圖線不是一條直線的原因后 重新設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)如圖丙所示 滑塊M放在氣墊導(dǎo)軌上 并在滑塊上固定一個(gè)速度傳感器 力傳感器固定在另一水平臺(tái)面上 分別與兩臺(tái)電腦相連 氣墊導(dǎo)軌連上氣泵并調(diào)成水平 多次改變鉤碼m的質(zhì)量 由速度和力傳感器可以得到多組不同的加速度a 力F的值 則下列說(shuō)法中正確的是 解析 1 在力F 0時(shí)加速度不為零 說(shuō)明平衡摩擦力時(shí)木板墊得太高 傾角太大 平衡摩擦力主要是平衡小車(chē)與木板間以及紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦力 2 力傳感器測(cè)的力小于鉤碼和動(dòng)滑輪重力之和的一半 在本實(shí)驗(yàn)中鉤碼和小車(chē)的質(zhì)量關(guān)系對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性沒(méi)有影響 B錯(cuò) 滑輪的質(zhì)量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性沒(méi)有影響 C錯(cuò) 當(dāng)鉤碼和動(dòng)滑輪的質(zhì)量之和比小車(chē)質(zhì)量大得多時(shí)小車(chē)加速度會(huì)大于g D錯(cuò) 答案 1 平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大小車(chē)與木板紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 2 A 本題創(chuàng)新點(diǎn)分析 1 實(shí)驗(yàn)器材創(chuàng)新 在本實(shí)驗(yàn)中 氣墊導(dǎo)軌替代了長(zhǎng)木板 由于阻力很小 可以不用平衡摩擦力 用力傳感器替代了托盤(pán)及砝碼 這樣就消除了本實(shí)驗(yàn)中存在的系統(tǒng)誤差 用速度傳感器替代了紙帶 2 數(shù)據(jù)處理創(chuàng)新 由于使用了速度傳感器 測(cè)出的速度可以用計(jì)算機(jī)繪制成v t圖象 直接得到加速度 減小了直接測(cè)量帶來(lái)的偶然誤差 名師歸納點(diǎn)題破疑 3 1 2014 新課標(biāo)全國(guó)卷 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(chē)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(chē) 含發(fā)射器 的質(zhì)量為200g 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(chē)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 類(lèi)題練熟 1 根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果 小車(chē)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(chē)質(zhì)量不變的情況下 小車(chē)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(chē)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(mǎn)足的條件是