高一物理實(shí)驗(yàn)探究：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律課件

1、Contents Page目錄頁實(shí)驗(yàn)探究：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)課2.典例剖析3.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)4.備選訓(xùn)練5.高考模擬演練1.基礎(chǔ)知識(shí)Contents Page目錄頁實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)課2.典例剖析1.基礎(chǔ)知識(shí)實(shí)驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律1.基礎(chǔ)知識(shí)實(shí)驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律高一物理實(shí)驗(yàn)探究：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律課件注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法。2平衡摩擦力：不懸掛小盤，但小車連著紙帶3不重復(fù)：不重復(fù)平衡摩擦力。4實(shí)驗(yàn)條件：Mm。小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力。5一先一后一按住：先接通電源，后放小車，且在小車到達(dá)滑輪前按住小車。6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。誤差分析1因?qū)嶒?yàn)原理不完

2、善引起的誤差：本實(shí)驗(yàn)用小盤和砝碼的總重力mg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摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)引起誤差。 注意事項(xiàng)2.典例剖析M打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可重復(fù)點(diǎn)擊播放！紙帶m “驗(yàn)證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)裝置示意圖考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與基本操作 2.典例剖析M打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶m “驗(yàn)證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)裝置熱點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與基本操作 【例1】圖1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　?(1)實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力

3、等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行。接下來還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是_(填正確答案標(biāo)號(hào))。A將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(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將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(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)B熱點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與基本操作 【例1】圖1為“驗(yàn)證牛頓第二定(2)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取，

4、以下最合理的一組是_(填正確答案標(biāo)號(hào))。AM200 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gBM200 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gCM400 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gDM400 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g(3)圖2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)未畫出。量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：xAB4.22 cm、xBC4.65 cm、xCD5.08 cm、xDE5.49 cm、xEF5

5、.91 cm，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。(結(jié)果保留二位有效數(shù)字)0.42轉(zhuǎn)到解析C(2)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是_轉(zhuǎn)回原題轉(zhuǎn)回原題熱點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理及誤差分析 例2某組同學(xué)設(shè)計(jì)了“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。圖3甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖，A為小車，B為電火花計(jì)時(shí)器，C為裝有細(xì)砂的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車的拉力F等于細(xì)砂和小桶的總重力，小車運(yùn)動(dòng)的加速度a可用紙帶上打出的點(diǎn)求得。 (1)圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，已知實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率為50 Hz。根據(jù)紙帶可求出電火花計(jì)

6、時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)的速度為_m/s，小車的加速度大小為_m/s2。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(2)下頁1.6轉(zhuǎn)到解析3.2熱點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理及誤差分析 例2某組同學(xué)設(shè)計(jì)了“探究加速度(2)在“探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系”時(shí)，某同學(xué)按照自己的方案將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中進(jìn)行了標(biāo)注，但尚未完成圖象(如圖4所示)。請(qǐng)繼續(xù)幫助該同學(xué)作出坐標(biāo)系中的圖象。 (3)在“探究加速度a與合力F的關(guān)系”時(shí)，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖5，該圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因。答：_。實(shí)驗(yàn)前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠 轉(zhuǎn)到解析轉(zhuǎn)回上頁(2)在“探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系”時(shí)，某同學(xué)按照自

7、己的方轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)回3.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)3.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)的拓展延伸以“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”為背景測量物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。例3某同學(xué)做“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。如圖6甲所示是該同學(xué)探究小車加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn)，用不同重物通過細(xì)線拉同一小車，每次小車都從同一位置A由靜止釋放。 (1)實(shí)驗(yàn)中可近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力與重物重力大小相等，則重物的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M間應(yīng)滿足的關(guān)系為_。(2)若用游標(biāo)卡尺測出光電門遮光條的寬度d如圖6乙所示，則d_cm；實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間t，則小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度為_(用字

8、母表示)。(3)下頁mM 1.050解析顯隱3實(shí)驗(yàn)的拓展延伸mM 1.050解析顯隱(3)測出多組重物的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)遮光條通過光電門的時(shí)間t，并算出相應(yīng)小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度v，通過描點(diǎn)作出v2m線性圖象(如圖7所示)，從圖線得到的結(jié)論是：在小車質(zhì)量一定時(shí)，_。(4)某同學(xué)作出的v2m線性圖象不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，掛某一質(zhì)量鉤碼時(shí)加速度仍為零，那么開始實(shí)驗(yàn)前他應(yīng)采取的做法是_。加速度與合外力成正比 A將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)B將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)C將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng) D

9、將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運(yùn)動(dòng) C 解析顯隱(3)測出多組重物的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)遮光條通過光電門的時(shí)間t，4.備選訓(xùn)練在探究小車的加速度a與小車質(zhì)量M和小車受到的外力F的關(guān)系時(shí)：（1）探究加速度和力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出的a-F圖象如圖所示,下列說法正確的是（填正確答案標(biāo)號(hào)）。A.三條傾斜的直線所對(duì)應(yīng)的小車的質(zhì)量相等B.三條傾斜的直線所對(duì)應(yīng)的小車的質(zhì)量不同C.直線1所對(duì)應(yīng)的小車的質(zhì)量最大D.直線3所對(duì)應(yīng)的小車的質(zhì)量最大（2）由于沒有始終滿足小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量m的關(guān)系,結(jié)果得到的圖象應(yīng)是下圖中的（填正確答案標(biāo)號(hào)）。D轉(zhuǎn)到解析BD4.備選訓(xùn)練在探究小車

10、的加速度a與小車質(zhì)量M和小車受到的外力轉(zhuǎn)回原題轉(zhuǎn)回原題5.高考模擬演練1(2016武漢華師一附中模擬)為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖8所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車總質(zhì)量用M表示(乙圖中M包括小車與傳感器，丙圖中M包括小車和與小車固連的滑輪)，鉤碼總質(zhì)量用m表示。 (1)為便于測量合外力的大小，并得到小車總質(zhì)量一定時(shí)，小車的加速度與所受合外力成正比的結(jié)論，下列說法正確的是()A三組實(shí)驗(yàn)中只有甲需要平衡摩擦力B三組實(shí)驗(yàn)都需要平衡摩擦力C三組實(shí)驗(yàn)中只有甲需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量M的條件D三組實(shí)驗(yàn)都需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量M的條件BC5

11、.高考模擬演練1(2016武漢華師一附中模擬)為了探究轉(zhuǎn)回上頁1：25：4轉(zhuǎn)回上頁1：25：42(2016全國卷，23)某物理課外小組利用圖9中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖中，置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010 kg。實(shí)驗(yàn)步驟如下： (1)將5個(gè)鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。(2)將n(依次取n1，2，3，4，5)個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余Nn個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對(duì)于其起始位置的位移s，繪制st圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。(3)對(duì)應(yīng)于不同的n的a值見下表。n2時(shí)的st圖象如圖10所示；由圖10求出此時(shí)小車的加速度(保留2位有效數(shù)字)，將結(jié)果填入下表。(4)下頁n12345a/ms20.200.580.781.000.39轉(zhuǎn)到解析2(2016全國卷，23)某物理課外小組利用圖9中的裝(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖11中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出an圖象。從圖象可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與其所受的合