必修一驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)實(shí)用教案

1、1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄縜與F合關(guān)系(gun x)，a與M關(guān)系(gun x).2、實(shí)驗(yàn)原理：控制變量法 （1）保持小車的質(zhì)量M不變，探究(tnji)a與力F的關(guān)系，（2）再保持托盤和砝碼的質(zhì)量m不變，改變小車質(zhì)量M，探究(tnji)a與M的關(guān)系第1頁/共23頁第一頁，共24頁。圖像(t xin)法處理數(shù)據(jù)：F合第2頁/共23頁第二頁，共24頁。3實(shí)驗(yàn)(shyn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，小車，一端附有滑輪的長(zhǎng)木板，小桶，細(xì)繩，沙，交流電源，天平(tinpng)，刻度尺，砝碼Tf F合=T-f第3頁/共23頁第三頁，共24頁。注意(zh y)：每次改變小車質(zhì)量時(shí)，無需重新平衡摩擦力4、平衡(pnghng)摩擦力

2、1）在長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端下墊一塊薄木板2）輕推小車，反復(fù)移動(dòng)(ydng)薄木板位置，直至不掛托盤的小車剛好在斜面上保持勻速運(yùn)動(dòng)為止.（打出一條分布均勻的紙帶）第4頁/共23頁第四頁，共24頁。1)用天平測(cè)出小車和托盤的質(zhì)量 M 和 m02)2) 按圖把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，并平衡好摩擦力3)3) 懸掛裝有適量砝碼的砝碼盤. 先接通電源，再釋放小車，打點(diǎn)(d din)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取下紙帶。5、實(shí)驗(yàn)(shyn)步驟第5頁/共23頁第五頁，共24頁。4) 保持小車質(zhì)量M不變，改變托盤(tupn)中砝碼的質(zhì)量m，即改變小車所受牽引力F，重復(fù)步驟35、實(shí)驗(yàn)(shyn)步驟5）保持砝碼(f

3、m)和托盤總質(zhì)量m不變，在小車上加砝碼(f m)，即改變小車M，重復(fù)步驟36）選取幾條理想的紙帶，分別計(jì)算出各紙帶對(duì)應(yīng)的加速度. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出aF，a-1/M圖像.第6頁/共23頁第六頁，共24頁。T = F合加速度：F合=T當(dāng) Mm 時(shí)，可近似(jn s)認(rèn)為小車所受的拉力 Tmg，即小車所受的合外力 F合mg.第7頁/共23頁第七頁，共24頁。6、注意事項(xiàng)1)平衡摩擦力：實(shí)驗(yàn)(shyn)首要工作。不要懸掛小桶，但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源衡了平摩擦力后，不需再重新平衡摩擦力2)實(shí)驗(yàn)(shyn)條件：M(車)m(托盤和砝碼)，托盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力，即對(duì)車F合=mg3)

4、一先一后：每次開始時(shí)，細(xì)線要與木板平行，小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并先接通電源，后釋放小車4)作圖：作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要適當(dāng)各量須采用國際單位且作a-F圖像和a-1/M圖像第8頁/共23頁第八頁，共24頁。例1：如下圖所示為某同學(xué)所安裝的“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)(shyn)裝置，在圖示狀態(tài)下，開始做實(shí)驗(yàn)(shyn)，該同學(xué)有裝置和操作中的主要錯(cuò)誤是：（至少三項(xiàng)）_未平衡摩擦力 使用直流電源牽引小車的細(xì)線不與木板平行 開始(kish)實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)第9頁/共23頁第九頁，共24頁。例2：驗(yàn)證驗(yàn)證牛頓頓第二定律實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中說說法正確的是()A.平衡摩擦力時(shí)時(shí)，重物應(yīng)應(yīng)用細(xì)線細(xì)線通過過

5、定滑輪輪系在小車車上B.實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中始終終保持小車車的質(zhì)質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)質(zhì)量C.實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中若用縱縱坐標(biāo)標(biāo)表示加速度，用橫坐標(biāo)標(biāo)表示小車車和車車內(nèi)砝碼碼的總質(zhì)總質(zhì)量，描出相應(yīng)應(yīng)的點(diǎn)在一條(y tio)直線線上時(shí)時(shí)，即可證證明加速度與質(zhì)質(zhì)量成反比D.平衡摩擦力時(shí)時(shí)，小車車后面的紙帶紙帶必須連須連好，因?yàn)闉檫\(yùn)動(dòng)動(dòng)過過程中紙帶紙帶也要受到阻力第10頁/共23頁第十頁，共24頁。7、圖像(t xin)分析彎曲原因(yunyn)：不滿足M m 第11頁/共23頁第十一頁，共24頁。未平衡(pnghng)摩擦力或傾角過?。ㄈ纾何慈∠律惩埃┢胶?pnghng)摩擦力傾角過大（如：未輕推小車）7、圖像(t

6、 xin)分析未平衡摩擦力或傾角過?。ㄈ纾何慈∠律惩埃┑?2頁/共23頁第十二頁，共24頁。激光(jgung)8、用光電門證F=ma檔光片通過(tnggu)光電門時(shí)的速度：dvt第13頁/共23頁第十三頁，共24頁。例3：某實(shí)驗(yàn)小組利用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究：當(dāng)物體質(zhì)量(zhling)一定時(shí)，物體的加速度與其所受合外力的關(guān)系。第14頁/共23頁第十四頁，共24頁。1)已知遮光片的寬度為d,圖中刻度尺讀出兩個(gè)光電門中心(zhngxn)之間的距離為s，.該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從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光電門1的時(shí)間t1，遮光條通過光電門2的時(shí)間t2，則滑塊經(jīng)過光

7、電門1時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式v1_，滑塊經(jīng)過光電門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_.(均用字母表示)第15頁/共23頁第十五頁，共24頁。2）改變鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(shj)作出a-F圖像，如右圖甲。A(1)OA段是直線，你可得到(d do)的結(jié)論：B在實(shí)驗(yàn)(shyn)誤差允許外圍內(nèi)，(2)OB段彎曲的原因是：當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與其所受合外力成正比不滿足滑塊的質(zhì)量M遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量m第16頁/共23頁第十六頁，共24頁。3)為減小測(cè)量a時(shí)的實(shí)驗(yàn)誤差，可采取的方法是( )A增大(zn d)兩擋光片寬度dB減小兩擋光片寬度dC增大(zn d)兩擋光片

8、間距sD減小兩擋光片間距s第17頁/共23頁第十七頁，共24頁。例4：在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量(zhling)M間的關(guān)系時(shí)，采用如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置小車及車中的砝碼質(zhì)量(zhling)用M表示，盤及盤中的砝碼質(zhì)量(zhling)用m表示（交流電頻率為50HZ）第18頁/共23頁第十八頁，共24頁。(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足_時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力(2)某一組同學(xué)(tng xu)先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m一定來做實(shí)驗(yàn)，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是_A平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上B每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需

9、要重新平衡摩擦力C實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源M m第19頁/共23頁第十九頁，共24頁。的加速度大小為_m/s2.(保留(boli)兩位有效數(shù)字)3）下圖為某次實(shí)驗(yàn)得到(d do)的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車3.2第20頁/共23頁第二十頁，共24頁。4)保持(boch)小車質(zhì)量M不變，改變沙和沙桶質(zhì)量m，有甲、乙位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度 a 隨合力 F 的變化圖線如下圖甲、乙所示其中圖線不通過原點(diǎn)，甲的主要原因_ _。乙的主要原因 。甲平衡摩擦力過度(或斜面(ximin)傾角過大)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠(bgu)(即斜面傾角過小)第21頁/共23頁第二十一頁，共24頁。完第22頁/共23頁第二十二頁，共24頁。謝謝您的觀看(gunkn)！第23頁/共23頁第二十三頁，共24頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄縜與F合關(guān)系，a與M關(guān)系.。第2