高一物理实验探究：验证牛顿运动定律课件.pptx

1、Contents Page目录页目录页2.典例剖析典例剖析3.创新实验创新实验4.备选训练备选训练5.高考模拟演练高考模拟演练1.基础知识基础知识实验实验四验证牛顿运动定律四验证牛顿运动定律注意事项1实验方法：控制变量法。2平衡摩擦力：不悬挂小盘，但小车连着纸带3不重复：不重复平衡摩擦力。4实验条件：Mm。小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力。5一先一后一按住：先接通电源，后放小车，且在小车到达滑轮前按住小车。6作图：作图时两轴标度比例要适当，各量须采用国际单位。误差分析1因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力mg代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重

2、力。2摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差。2.典例剖析M打点计时器打点计时器可重复点击播可重复点击播放！放！纸纸带带m“验证牛顿第二定律验证牛顿第二定律”实验装置示意图实验装置示意图考点一实验原理与基本操作考点一实验原理与基本操作 热点一实验原理与基本操作【例1】图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作

3、是_(填正确答案标号)。A将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动B(2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是_(填正确答案标号)。AM200 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gBM200 g，m20 g、40 g

4、、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)图2是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为：xAB4.22 cm、xBC4.65 cm、xCD5.08 cm、xDE5.49 cm、xEF5.91 cm，xFG6.34 cm。已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度a_m/s2。(结果保留二位有效数字)0.42转到解析C转回原题

5、热点二数据处理及误差分析 例2某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验。图3甲为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车的拉力F等于细砂和小桶的总重力，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得。(1)图乙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50 Hz。根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为_m/s，小车的加速度大小为_m/s2。(结果均保留两位有效数字)(2)下页1.6转到解析3.2(2)在“探究加速度a与质量m的关系”时，某同学按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完

6、成图象(如图4所示)。请继续帮助该同学作出坐标系中的图象。(3)在“探究加速度a与合力F的关系”时，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图5，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因。答：_。实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 转到解析转回上页转回3实验的拓展延伸以“验证牛顿运动定律”为背景测量物块与木板间的动摩擦因数。例3某同学做“探究加速度与力、质量关系”的实验。如图6甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放。(1)实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大

7、小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为_。(2)若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图6乙所示，则d_cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t，则小车经过光电门时的速度为_(用字母表示)。(3)下页mM 1.050解析显隐解析显隐(3)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间t，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出v2m线性图象(如图7所示)，从图线得到的结论是：在小车质量一定时，_。(4)某同学作出的v2m线性图象不通过坐标原点，挂某一质量钩码时加速度仍为零，那么开始实验前他应采取的做法是_。加速度与合外力成正比 A

8、将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动B将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动C将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动 D将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动 C 解析显隐解析显隐4.备选训练在探究小车的加速度a与小车质量M和小车受到的外力F的关系时：（1）探究加速度和力的关系的实验数据描绘出的a-F图象如图所示,下列说法正确的是（填正确答案标号）。A.三条倾斜的直线所对应的小车的质量相等B.三条倾斜的直线所对应的小车的质量不同C.直线1所对应的小车的质量最大D.直线3所对应的小车

9、的质量最大（2）由于没有始终满足小车的质量M远大于钩码的质量m的关系,结果得到的图象应是下图中的（填正确答案标号）。D转到解析BD转回原题5.高考模拟演练1(2016武汉华师一附中模拟)为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图8所示的实验装置，小车总质量用M表示(乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮)，钩码总质量用m表示。(1)为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法正确的是()A三组实验中只有甲需要平衡摩擦力B三组实验都需要平衡摩擦力C三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总

10、质量M的条件D三组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件BC转回上页1：25：42(2016全国卷，23)某物理课外小组利用图9中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N5个，每个质量均为0.010 kg。实验步骤如下：(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑。(2)将n(依次取n1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余Nn个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻

11、绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制st图象，经数据处理后可得到相应的加速度a。(3)对应于不同的n的a值见下表。n2时的st图象如图10所示；由图10求出此时小车的加速度(保留2位有效数字)，将结果填入下表。(4)下页n12345a/ms20.200.580.781.000.39转到解析(4)利用表中的数据在图11中补齐数据点，并作出an图象。从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。(5)利用an图象求得小车(空载)的质量为_kg(保留2位有效数字，重力加速度取g9.8 ms2)。(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是_(填入标号)Aan图线不再是直线Ban图线仍是直线，但该直线不过原点Can图线仍是直线，但该直线的斜率变大0.45BC 转到解析返回