物理總第三章 牛頓運(yùn)動定律 3-5 實(shí)驗(yàn)探究 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律

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1、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律 0101020203030404備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練 課堂互動課堂互動 實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破熱點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破熱點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新 課堂互動課堂互動M打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可重復(fù)點(diǎn)擊可重復(fù)點(diǎn)擊播放！播放！紙紙帶帶m “驗(yàn)證牛頓第二定律驗(yàn)證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)裝置示意圖實(shí)驗(yàn)裝置示意圖課堂互動課堂互動, 課堂互動課堂互動, 課堂互動課堂互動, 課堂互動課堂互動 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

2、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)格與木板平行都會引起誤差。題組剖析題組剖析熱點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)例1為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置：(1)以下實(shí)驗(yàn)操作正確的是()A將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車 在砝碼及砝碼盤的牽引下恰好做勻速運(yùn)動B調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線與木

3、板平行C先接通電源，后釋放小車D實(shí)驗(yàn)中小車的加速度越大越好 BC(2)在實(shí)驗(yàn)中得到一條如圖2所示的紙帶，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T0.1 s，且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分別為3.09 cm、3.43 cm、3.77 cm、4.10 cm、4.44 cm、4.77 cm，則小車的加速度a_m/s2。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)題組剖析題組剖析(3)有一組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，他們在軌道水平及傾斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條aF圖線，如圖3所示。圖線_是在軌道傾斜情況下得到的(填“”或“”)；小車及車中砝碼的總質(zhì)量m_kg。0.

4、340.5 題組剖析題組剖析題組剖析題組剖析變式訓(xùn)練1(2017淮南模擬)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖4甲所示的裝置進(jìn)行“探究加速度與合外力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。(1)在實(shí)驗(yàn)中必須平衡摩擦力，以_平衡摩擦力，當(dāng)小車_運(yùn)動時(shí)，摩擦力恰好被平衡。(2)為了減小誤差，在平衡摩擦力后，每次實(shí)驗(yàn)必須通過改變鉤碼的個(gè)數(shù)來改變小車所受合外力，獲取多組數(shù)據(jù)。若小車質(zhì)量為400 g，實(shí)驗(yàn)中每次所用的鉤碼總質(zhì)量范圍應(yīng)選_組會比較合理。(填選項(xiàng)前的字母)A1040 g B200400 g C1 0002 000 g傾斜木板勻速直線A 題組剖析題組剖析(3)實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所使用的是_(選填“交流”或“直流”)電源，頻率為50 Hz

5、，圖乙中給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的紙帶的一部分：1、2、3、4、5是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未標(biāo)出，每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是_s，由該紙帶可求得小車的加速度a_m/s2。(結(jié)果保留2位小數(shù))(4)改變鉤碼的個(gè)數(shù)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到加速度a與合外力F的關(guān)系如圖丙所示，分析線段OA，可得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是_。答案(1)傾斜木板勻速直線(2)A(3)交流0.11.07(4)在質(zhì)量不變的條件下，物體的加速度與合外力成正比交流0.11.07在質(zhì)量不變的條件下，物體的加速度與合外力成正比課堂互動課堂互動熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新1實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)圖5(2)利用光電門測速度(如圖6)(3)利用位移傳感器測位移(如圖7)

6、(1)氣墊導(dǎo)軌(不用平衡摩擦力)長木板(如圖5)圖6圖7課堂互動課堂互動3實(shí)驗(yàn)的拓展延伸 以“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”為背景測量物塊與木板間的動摩擦因數(shù)。 2數(shù)據(jù)測量的改進(jìn)課堂互動課堂互動例2在用DIS研究小車加速度與外力的關(guān)系時(shí)，某實(shí)驗(yàn)小組先用如圖8a所示的實(shí)驗(yàn)裝置，重物通過滑輪用細(xì)線拉小車，在小車和重物之間接一個(gè)不計(jì)質(zhì)量的微型力傳感器，位移傳感器(發(fā)射器)隨小車一起沿水平軌道運(yùn)動，位移傳感器(接收器)固定在軌道一端，實(shí)驗(yàn)中力傳感器的拉力為F，保持小車包括位移傳感器(發(fā)射器)的質(zhì)量不變，改變重物重力重復(fù)實(shí)驗(yàn)若干次，得到加速度與外力的關(guān)系如圖b所示。(1)小車與軌道間的滑動摩擦力Ff_N。

7、(2)從圖象中分析，小車包括位移傳 感 器 ( 發(fā) 射 器 ) 的 質(zhì) 量 為_kg。(3)該實(shí)驗(yàn)小組為得到a與F成正比的關(guān)系，應(yīng)將斜面的傾角調(diào)整到tan _。0.670.670.1題組剖析題組剖析題組剖析題組剖析A與B 題組剖析題組剖析光電門A、B之間的距離x.題組剖析題組剖析備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練v22axA備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練(3)下列哪些措施能夠減小本實(shí)驗(yàn)的誤差_。 A實(shí)驗(yàn)中必須保證m2m1 B實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力 C細(xì)線在桌面上的部分應(yīng)與長木板平行 D圖中A、B之間的距離x盡量小些BC 備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練2(2017清遠(yuǎn)二模)在用DIS研究小車加速度與外力的關(guān)系時(shí)，某實(shí)驗(yàn)小組先用如

8、圖11a所示的實(shí)驗(yàn)裝置。重物通過滑輪用細(xì)線拉小車，位移傳感器(發(fā)射器)隨小車一起沿傾斜軌道運(yùn)動，位移傳感器(接收器)固定在軌道一端。實(shí)驗(yàn)時(shí)將重物的重力作為拉力F，改變重物重力重復(fù)實(shí)驗(yàn)四次，列表記錄四組數(shù)據(jù)：a/(ms2)2.012.984.025.01F/N1.002.003.004.00備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練(1)在圖c所示的坐標(biāo)紙上作出小車加速度a隨拉力F變化的圖線。(2)從所得圖線分析該實(shí)驗(yàn)小組在操作過程中的不當(dāng)之處_。(3)如果實(shí)驗(yàn)時(shí)，在小車和重物之間接一不計(jì)質(zhì)量的微型力傳感器來測量拉力F，實(shí)驗(yàn)裝置如圖b所示，從理論上分析，該實(shí)驗(yàn)圖線的斜率將_。(填“變大”“變小”或“不變”)軌道傾角過大變

9、大 備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練3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12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BC備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練(2)圖丁是用圖甲裝置中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶的一部分，O、A、B、C、D和E為紙帶上六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，加速度大小用a表示。則OD間的距離為_cm。圖戊是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的st2圖線(s為各計(jì)數(shù)點(diǎn)至同一起點(diǎn)的距離)，則加速度大小a_ m/s2(保留3位有效數(shù)字)。(3)若乙、丙兩位同學(xué)發(fā)現(xiàn)某次測量中力傳感器和彈簧測力計(jì)讀數(shù)相同，通過計(jì)算得到小車加速度均為a，g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋瑒t乙、丙兩位同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)所用小車總質(zhì)量之比為_。1.200.934(0.9320.935均可)1 2備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練