實(shí)驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律講述

1、 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?1學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理 規(guī)律規(guī)律 2探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān) 系系 3掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方 法法 二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 探究加速度探究加速度a與力與力F及質(zhì)量及質(zhì)量m的關(guān)的關(guān) 系時(shí)，應(yīng)用的基本方法是控制變量系時(shí)，應(yīng)用的基本方法是控制變量 法，即先控制一個(gè)參量法，即先控制一個(gè)參量小車(chē)的質(zhì)小車(chē)的質(zhì) 量量m不變，討論加速度不變，討論加速度a與力與力F的關(guān)的關(guān) 系，再控制重物的質(zhì)量不變，即力系，再控制重物的質(zhì)量不變，即力F不不 變，改變小車(chē)質(zhì)量變，改變小車(chē)質(zhì)量m，討論加速度，討論加速度a與與

2、 m的關(guān)系的關(guān)系 三、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙片、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、重小車(chē)、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、重 物、砝碼、夾子、細(xì)繩、低壓交流電物、砝碼、夾子、細(xì)繩、低壓交流電 源、導(dǎo)線(xiàn)、天平源、導(dǎo)線(xiàn)、天平(帶有一套砝碼帶有一套砝碼)、刻度、刻度 尺尺 四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟 1用天平測(cè)出小車(chē)和砝碼的總質(zhì)用天平測(cè)出小車(chē)和砝碼的總質(zhì) 量量m，把數(shù)值記錄下來(lái)，把數(shù)值記錄下來(lái) 2按圖按圖341所示把實(shí)驗(yàn)器材所示把實(shí)驗(yàn)器材 安裝好，只是不把懸掛重物的細(xì)繩系安裝好，只是不把懸掛重物的細(xì)繩系 在車(chē)上，即不給小車(chē)加牽引力在車(chē)上，即不給小車(chē)加牽引力 圖

3、圖3 34 41 1 3平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的不帶平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的不帶 定滑輪的一端下面墊一塊木板反復(fù)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀運(yùn)動(dòng)時(shí)可以保持勻速直線(xiàn)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)滑輪把細(xì)繩系在小車(chē)上并繞過(guò)滑輪 懸掛重物，先接通電源再放開(kāi)小車(chē)，懸掛重物，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打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙

4、帶上打下一系列的 點(diǎn)，打完點(diǎn)后切斷電源，取下紙帶，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)碼在紙帶上標(biāo)上紙帶號(hào)碼 5保持小車(chē)和砝碼的質(zhì)量不變，保持小車(chē)和砝碼的質(zhì)量不變， 改變重物的質(zhì)量，使重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小改變重物的質(zhì)量，使重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小 于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量，把重物的質(zhì)于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量，把重物的質(zhì) 量量m記錄下來(lái)，重復(fù)步驟記錄下來(lái)，重復(fù)步驟4. 6重復(fù)步驟重復(fù)步驟5三次，得到四條紙三次，得到四條紙 帶帶 7在每條紙帶上都選取一段比較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)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點(diǎn)間的距離，算出每條紙帶

5、上的加速 度的值填入表度的值填入表(一一) 8用縱坐標(biāo)表示加速度用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表，橫坐標(biāo)表 示作用力示作用力F，作用力的大小，作用力的大小F等于重物的等于重物的 重力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上畫(huà)出相重力，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)的直應(yīng)的點(diǎn)，如果這些點(diǎn)是在一條過(guò)原點(diǎn)的直 線(xiàn)上，便證明了加速度與作用力成正比線(xiàn)上，便證明了加速度與作用力成正比 保持所掛重物的質(zhì)量不變，在小車(chē)上保持所掛重物的質(zhì)量不變，在小車(chē)上 增減砝碼，重復(fù)上述步驟，并做好記錄，增減砝碼，重復(fù)上述步驟，并做好記錄， 填入表填入表(二二)用縱坐標(biāo)表示加速度用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐，

6、橫坐 標(biāo)表示小車(chē)和車(chē)內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，在標(biāo)表示小車(chē)和車(chē)內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，在 坐標(biāo)平面上，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪出圖線(xiàn)，如坐標(biāo)平面上，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪出圖線(xiàn)，如 果這些點(diǎn)是在一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)上，就證果這些點(diǎn)是在一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)上，就證 明了加速度與質(zhì)量成反比明了加速度與質(zhì)量成反比 表表(一一) 表表(二二) 12345 小車(chē)受力小車(chē)受力F/N 加速度加速度a/ms 2 12345 小車(chē)質(zhì)量小車(chē)質(zhì)量m/kg 加速度加速度a/ms 2 五、注意事項(xiàng)五、注意事項(xiàng) 1一定要做好平衡摩擦力的工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

7、正好小車(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平衡小車(chē)受的摩擦阻力在平衡摩擦 力時(shí)，不要把懸掛重物的細(xì)線(xiàn)系在小力時(shí)，不要把懸掛重物的細(xì)線(xiàn)系在小 車(chē)上，即不要給小車(chē)加任何牽引力，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)并要讓小車(chē)拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動(dòng) 2實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟2、3不需要重復(fù)，即不需要重復(fù)，即 整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后 是改變重物的總質(zhì)量還是改變小車(chē)和是改變重物的總質(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砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩 擦力擦力 3每條紙帶必須在滿(mǎn)足小車(chē)與車(chē)每條紙帶必須在滿(mǎn)足小

8、車(chē)與車(chē) 上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物的總上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物的總 質(zhì)量的條件下打出只有如此，重物質(zhì)量的條件下打出只有如此，重物 的總重力才可視為小車(chē)受到的拉力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，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)并應(yīng)先接通電源，再放開(kāi)小車(chē)，且應(yīng) 在小車(chē)到達(dá)滑輪前按住小車(chē)在小車(chē)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)在所作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所 作直線(xiàn)上，不在直線(xiàn)上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱(chēng)作直線(xiàn)上，不在直線(xiàn)上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱(chēng) 分布在所作直線(xiàn)兩側(cè)分布在所

9、作直線(xiàn)兩側(cè) 6作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要選擇適當(dāng)，作圖時(shí)兩軸標(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(xiàn)時(shí)，坐各量須采用國(guó)際單位，這樣作圖線(xiàn)時(shí)，坐 標(biāo)點(diǎn)間距不至于過(guò)密，誤差會(huì)小些標(biāo)點(diǎn)間距不至于過(guò)密，誤差會(huì)小些 7為提高測(cè)量精度，應(yīng)舍掉紙帶上開(kāi)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)可以把每打五次點(diǎn)的時(shí)間作找一個(gè)起點(diǎn)可以把每打五次點(diǎn)的時(shí)間作 為時(shí)間單位，即從開(kāi)始點(diǎn)起，每五個(gè)點(diǎn)標(biāo)為時(shí)間單位，即從開(kāi)始點(diǎn)起，每五個(gè)點(diǎn)標(biāo) 出一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，而相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔出一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，而相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔 為為T(mén)0.1 s(電源頻率為電源

10、頻率為50 Hz) 六、誤差分析六、誤差分析 1因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差 本實(shí)驗(yàn)用重物的總重力代替小車(chē)本實(shí)驗(yàn)用重物的總重力代替小車(chē) 的拉力，而實(shí)際小車(chē)所受的拉力要小的拉力，而實(shí)際小車(chē)所受的拉力要小 于重物的總重力重物的總質(zhì)量越接于重物的總重力重物的總質(zhì)量越接 近小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量，誤差越大；近小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量，誤差越大； 重物的總質(zhì)量越小于小車(chē)和砝碼的總重物的總質(zhì)量越小于小車(chē)和砝碼的總 質(zhì)量，由此引起的誤差就越小因此質(zhì)量，由此引起的誤差就越小因此 滿(mǎn)足重物的總質(zhì)量滿(mǎn)足重物的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼 的總質(zhì)量的總質(zhì)量M的目的就是為了減小因?qū)嵉哪康木褪?/p>

11、為了減小因?qū)?驗(yàn)原理不完善而引起的誤差此誤差驗(yàn)原理不完善而引起的誤差此誤差 可因可因mM而減小，但不可能消除證而減小，但不可能消除證 明如下：明如下： 小車(chē)和重物的受力情小車(chē)和重物的受力情 況如圖況如圖342所示所示 對(duì)小車(chē)：對(duì)小車(chē)：FMa 對(duì)重物：對(duì)重物：mgFma 圖圖3 34 42 2 2平衡摩擦力不準(zhǔn)造成誤差：在平衡摩擦力不準(zhǔn)造成誤差：在 平衡摩擦力時(shí)，除了不掛重物外，其平衡摩擦力時(shí)，除了不掛重物外，其 他的都跟正式實(shí)驗(yàn)一樣他的都跟正式實(shí)驗(yàn)一樣(比如要掛好紙比如要掛好紙 帶、接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器帶、接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)，勻速運(yùn)動(dòng)的標(biāo)，勻速運(yùn)動(dòng)的標(biāo) 志是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上各點(diǎn)的志是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打

12、出的紙帶上各點(diǎn)的 距離相等距離相等 3其它誤差：質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)；記其它誤差：質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)；記 數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)；紙帶拉線(xiàn)不嚴(yán)格數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)；紙帶拉線(xiàn)不嚴(yán)格 與木板平行，都能夠引起實(shí)驗(yàn)誤差與木板平行，都能夠引起實(shí)驗(yàn)誤差 七、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)七、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(chē)摩擦長(zhǎng)木板，這樣就省去了平衡小車(chē)摩擦 力的麻煩，小車(chē)的加速度也可以利用力的麻煩，小車(chē)的加速度也可以利用 傳感器，借助于計(jì)算機(jī)來(lái)處理傳感器，借助于計(jì)算機(jī)來(lái)處理 題型一題型一 對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)處理的考查對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)處理的考查 例例1(2008年高考寧夏卷年高考寧夏卷)

13、物理小組在一次探物理小組在一次探 究活動(dòng)中測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因究活動(dòng)中測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因 數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置如圖數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置如圖343所示，一表面粗所示，一表面粗 糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定 滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打 點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過(guò)跨過(guò)定點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過(guò)跨過(guò)定 滑輪的細(xì)線(xiàn)與托盤(pán)連接打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用滑輪的細(xì)線(xiàn)與托盤(pán)連接打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用 的交流電源的頻率為的交流電源的頻率為50 Hz.開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，在 托盤(pán)中放入適量砝碼，滑塊開(kāi)始做勻加速托盤(pán)中放入適量砝碼，滑

14、塊開(kāi)始做勻加速 運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列小點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列小點(diǎn) 圖圖3 34 43 3 圖圖3 34 44 4 (1)圖圖344給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取 的一條紙帶的一部分，的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、 4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn) 間還有間還有4個(gè)打點(diǎn)個(gè)打點(diǎn)(圖中未標(biāo)出圖中未標(biāo)出)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間，計(jì)數(shù)點(diǎn)間 的距離如圖的距離如圖344所示根據(jù)圖中數(shù)所示根據(jù)圖中數(shù) 據(jù)計(jì)算的加速度據(jù)計(jì)算的加速度a_(保留保留 三位有效數(shù)字三位有效數(shù)字) (2)回答下列兩個(gè)問(wèn)題：回答下列兩個(gè)問(wèn)題： 為測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理量為測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理量

15、中還應(yīng)測(cè)量的有中還應(yīng)測(cè)量的有_(填入所選物填入所選物 理量前的字母理量前的字母) A木板的長(zhǎng)度木板的長(zhǎng)度l B木板的質(zhì)量木板的質(zhì)量m1 C滑塊的質(zhì)量滑塊的質(zhì)量m2 D托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m3 E滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t 測(cè)量中所選定的物理量時(shí)需要測(cè)量中所選定的物理量時(shí)需要 的實(shí)驗(yàn)器材是的實(shí)驗(yàn)器材是_ (3)滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) _(用被測(cè)物用被測(cè)物 理量的字母表示，重力加速度為理量的字母表示，重力加速度為g)與真與真 實(shí)值相比，測(cè)量的動(dòng)摩擦因數(shù)實(shí)值相比，測(cè)量的動(dòng)摩擦因數(shù) _(填填“增大增大”或或“偏小偏小”)寫(xiě)出寫(xiě)出 支持你的看法的一個(gè)論據(jù)：支

16、持你的看法的一個(gè)論據(jù)： _. 【方法總結(jié)方法總結(jié)】考查用逐差法處考查用逐差法處 理紙帶問(wèn)題，用牛頓第二定律測(cè)動(dòng)摩理紙帶問(wèn)題，用牛頓第二定律測(cè)動(dòng)摩 擦因數(shù)擦因數(shù) 如圖如圖345所所 示，質(zhì)量為示，質(zhì)量為M的滑塊的滑塊A 放在氣墊導(dǎo)軌放在氣墊導(dǎo)軌B上，上，C 為位移傳感器，它能將為位移傳感器，它能將 滑塊滑塊A到傳感器到傳感器C的距離的距離 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī) 題型二題型二 創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn) 例例2 圖圖3 34 45 5 上，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示滑塊上，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示滑塊A的的 位移位移時(shí)間時(shí)間(st)圖象和速度圖象和速度時(shí)間時(shí)間(vt)圖圖 象整個(gè)裝

17、置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上，象整個(gè)裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上， 斜面的長(zhǎng)度為斜面的長(zhǎng)度為l、高度為、高度為h.(取重力加速度取重力加速度g 9.8 m/s2，結(jié)果可保留一位有效數(shù)字，結(jié)果可保留一位有效數(shù)字) (1)現(xiàn)給滑塊現(xiàn)給滑塊A一沿氣墊導(dǎo)軌向上的一沿氣墊導(dǎo)軌向上的 初速度，初速度，A的的vt圖線(xiàn)如圖圖線(xiàn)如圖346甲甲 所示，從圖線(xiàn)可得滑塊所示，從圖線(xiàn)可得滑塊A下滑時(shí)的加速下滑時(shí)的加速 度度a_m/s2，摩擦力對(duì)滑塊，摩擦力對(duì)滑塊A 運(yùn)動(dòng)的影響運(yùn)動(dòng)的影響_(填填“明明 顯，不可忽略顯，不可忽略”或或“不明顯，可忽不明顯，可忽 略略”) (2)此裝置還可用來(lái)驗(yàn)證牛頓第二此裝置還可用來(lái)驗(yàn)證牛頓第二

18、 定律，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)改變定律，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)改變_，可，可 驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力成正比驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力成正比 的關(guān)系；通過(guò)改變的關(guān)系；通過(guò)改變_，可驗(yàn)證，可驗(yàn)證 力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比的關(guān) 系系 (3)將氣墊導(dǎo)軌換成滑板，滑塊將氣墊導(dǎo)軌換成滑板，滑塊A換成滑換成滑 塊塊A，給滑塊，給滑塊A一沿滑板向上的初速度，一沿滑板向上的初速度，A 的的st圖線(xiàn)如圖圖線(xiàn)如圖346乙圖線(xiàn)不對(duì)稱(chēng)是由乙圖線(xiàn)不對(duì)稱(chēng)是由 于于_造成的，通過(guò)圖線(xiàn)可求得滑造成的，通過(guò)圖線(xiàn)可求得滑 板的傾角板的傾角_(用反三角函數(shù)表示用反三角函數(shù)表示)， 滑塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)滑塊與滑板間

19、的動(dòng)摩擦因數(shù)_. 圖圖3 34 46 6 (2)斜面高度斜面高度h；滑塊；滑塊A的質(zhì)量的質(zhì)量M及及 斜面的高度斜面的高度h，且使，且使Mh不變不變 由上面的關(guān)系可以解出：由上面的關(guān)系可以解出： arcsin0.6，0.3. 【答案答案】見(jiàn)解析見(jiàn)解析 【方法總結(jié)方法總結(jié)】(1)借助先進(jìn)的科借助先進(jìn)的科 學(xué)儀器可將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量變得簡(jiǎn)單學(xué)儀器可將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量變得簡(jiǎn)單 易行易行 (2)雖然實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)條件不雖然實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)條件不 同，但驗(yàn)證牛頓第二定律的基本思想同，但驗(yàn)證牛頓第二定律的基本思想 方法方法控制變量法卻是相同的控制變量法卻是相同的 (3)既要善于利用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)既要善于利用圖象處

20、理實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)，又要善于據(jù)，又要善于“讀懂讀懂”實(shí)驗(yàn)圖象，并實(shí)驗(yàn)圖象，并 進(jìn)一步加以利用進(jìn)一步加以利用 很多人都認(rèn)為很多人都認(rèn)為“力越小速度就越力越小速度就越 小小”，為了檢驗(yàn)這個(gè)觀點(diǎn)是否正確，某，為了檢驗(yàn)這個(gè)觀點(diǎn)是否正確，某 興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了這樣的實(shí)驗(yàn)方興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了這樣的實(shí)驗(yàn)方 案：在水平桌面上放一小木塊，小木塊案：在水平桌面上放一小木塊，小木塊 后端與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，前后端與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，前 端通過(guò)定滑輪與不可伸長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)相連端通過(guò)定滑輪與不可伸長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)相連 接，細(xì)線(xiàn)上不等間距地掛了五個(gè)鉤碼，接，細(xì)線(xiàn)上不等間距地掛了五個(gè)鉤碼， 其中第四個(gè)、第五個(gè)鉤碼之間的距離

21、最其中第四個(gè)、第五個(gè)鉤碼之間的距離最 大起初木塊停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位大起初木塊停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位 置，第五置，第五 題型三題型三 運(yùn)用實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法的探究綜合題運(yùn)用實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法的探究綜合題 例例3 個(gè)鉤碼到地面的距離小于木塊到定滑個(gè)鉤碼到地面的距離小于木塊到定滑 輪的距離，如圖輪的距離，如圖347甲所示啟動(dòng)甲所示啟動(dòng) 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，木塊在鉤碼的牽引下，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，木塊在鉤碼的牽引下， 由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，所有鉤碼落地后，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，所有鉤碼落地后， 木塊會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離打點(diǎn)計(jì)時(shí)木塊會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離打點(diǎn)計(jì)時(shí) 器使用的交流電頻率為器使用的交流電頻率為50 Hz.圖乙是實(shí)圖乙是實(shí)

22、驗(yàn)得到的從第一個(gè)鉤碼落地到所有的驗(yàn)得到的從第一個(gè)鉤碼落地到所有的 鉤碼落地后木塊連續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離的鉤碼落地后木塊連續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離的 一段紙帶，紙帶運(yùn)動(dòng)方向如箭頭所一段紙帶，紙帶運(yùn)動(dòng)方向如箭頭所 示示(g取取10 m/s2)回答下列問(wèn)題：回答下列問(wèn)題： 圖圖3 34 47 7 (1)在本實(shí)驗(yàn)方案中，在不可伸長(zhǎng)在本實(shí)驗(yàn)方案中，在不可伸長(zhǎng) 的細(xì)線(xiàn)上掛五個(gè)鉤碼，使它們依次落的細(xì)線(xiàn)上掛五個(gè)鉤碼，使它們依次落 地，而不用某個(gè)與五個(gè)鉤碼重量相同地，而不用某個(gè)與五個(gè)鉤碼重量相同 的一個(gè)鉤碼代替，這樣做的目的是什的一個(gè)鉤碼代替，這樣做的目的是什 么？么？_. (2)根據(jù)所提供紙帶上的數(shù)據(jù)，判根據(jù)所提供紙帶上的數(shù)

23、據(jù)，判 斷第五個(gè)鉤碼落地可能出現(xiàn)在紙帶上斷第五個(gè)鉤碼落地可能出現(xiàn)在紙帶上 的哪一段？的哪一段？_. (3)木塊做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)紙帶木塊做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)紙帶 上的計(jì)數(shù)點(diǎn)上的計(jì)數(shù)點(diǎn)D11點(diǎn)到點(diǎn)到D15點(diǎn)根據(jù)紙帶上點(diǎn)根據(jù)紙帶上 的數(shù)據(jù)，求木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因的數(shù)據(jù)，求木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因 數(shù)數(shù)_. (4)若每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為若每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為m0 0.05 kg，則木塊質(zhì)量，則木塊質(zhì)量M_kg. (5)簡(jiǎn)要分析所提供紙帶上的數(shù)簡(jiǎn)要分析所提供紙帶上的數(shù) 據(jù)，說(shuō)明據(jù)，說(shuō)明“力越小速度就越小力越小速度就越小”的觀的觀 點(diǎn)是否正確？點(diǎn)是否正確？ _. 【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】本題是將驗(yàn)證牛本題是將驗(yàn)證

24、牛 頓第二定律的實(shí)驗(yàn)原理和探究直線(xiàn)運(yùn)頓第二定律的實(shí)驗(yàn)原理和探究直線(xiàn)運(yùn) 動(dòng)的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律、測(cè)定勻動(dòng)的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律、測(cè)定勻 變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度的實(shí)驗(yàn)原理巧變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度的實(shí)驗(yàn)原理巧 妙綜合起來(lái)考查學(xué)生對(duì)木塊在變力妙綜合起來(lái)考查學(xué)生對(duì)木塊在變力 作用下的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的理解及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作用下的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的理解及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 的分析、處理能力從實(shí)驗(yàn)操作的題的分析、處理能力從實(shí)驗(yàn)操作的題 意和紙帶標(biāo)出的計(jì)數(shù)點(diǎn)，判斷出各段意和紙帶標(biāo)出的計(jì)數(shù)點(diǎn)，判斷出各段 表示的木塊運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)而聯(lián)系到木表示的木塊運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)而聯(lián)系到木 塊的受力情況，求加速度塊的受力情況，求加速度 【解析解析】(1)木塊在五個(gè)鉤碼的拉木塊在五個(gè)鉤碼的拉 力作用下，先加速運(yùn)動(dòng)，隨著鉤碼先后力作用下，先加速運(yùn)動(dòng)，隨著鉤碼先后 依次落地，繩對(duì)木塊的拉力逐漸減小，依