届《创新设计》高考物理(广东专用)大一轮复习精讲课件实验验证牛顿运动定律资料.ppt

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实验四 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:在平衡摩擦力时,不要悬挂小盘,但小车应连着纸带且接通电源。用手给小车一个初速度,如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的,表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。 3.不重复平衡摩擦力:平衡了摩擦力后,不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量,都不需要重新平衡摩擦力。 4.实验条件:M?m只有如此,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:改变拉力和小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,后放开小车,且应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,这样作图线时,坐标点间距不至于过密,误差会小些。 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。 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 (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)。 A.M=200 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g B.M=200 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g C.M=400 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g D.M=400 g,m=20 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:sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08 cm、sDE=5.49 cm,sEF=5.91 cm,sFG=6.34 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)。 解析 (1)小车在运动过程中受到重力、支持力、纸带的拉力、木板对小车的摩擦力和细线拉力的作用。为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合力,因此应把木板的一端垫起适当的高度,以使重力、支持力、纸带的拉力和摩擦力的合力为零,即小车做匀速运动,因此在进行这一操作时,不应挂砂桶,小车应连接纸带,A、C项错误;B项正确。 【变式训练】 1.如图3所示,为某同学安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置,在小车的前端固定一个传感器,和砂桶连接的细线接在传感器上,通过传感器可显示出细线的拉力。在图示状态下开始做实验。 (1)从图上可以看出,该同学在装置和操作中的主要错误是_______________。 (2)若砂和砂桶的质量为m,小车和传感器的总重量为M,做好此实验__________(填“需要”或“不需要”)M?m的条件。 解析 (2)不加传感器时将砂和砂桶的重力作为细线的拉力,而接了传感器后细线的拉力可以直接读出。 答案 (1)未平衡摩擦力;细线与木板不平行;开始实验时,小车离打点计时器太远 (2)不需要 热点二 实验数据处理与误差分析 【例2】 (2014·新课标全国卷Ⅰ,22)某同学利用图4(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图(b)所示。实验中小车(含发射器)的质量为200 g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题: (1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成 ________(填“线性”或“非线性”)关系。 (2)由图(b)可知,a-m图线不经过原点,可能的原因是_________。 (3)若利用本

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