2012《金棒夺冠》物理一轮第3章第3单元第5课时.ppt

高考总复习·物理 第三单元　 实验与探究 第5课时　 实验:验证牛顿运动定律 必修1　 第三章　力与运动 基础回顾 1．细线对小车的拉力 如下图所示装置，在沙桶和沙质量______时，可认为沙桶和沙的重力作为细线对小车的拉力． 2．平衡长木板的摩擦力 在长木板的______________的一端下面垫一块木板，反复移动木板的位置，直至小车在斜面上拉动纸带打出_______的点为止．这时，小车拖着纸带运动受到的摩擦阻力恰好与小车的重力沿________的分力相平衡． 3．作出加速度和力的关系图线 保持小车质量不变，______________，从而改变细线对小车的牵引力，测出小车的对应加速度，作出加速度和力的关系图线，验证加速度是否与外力成正比． 4．作出加速度和质量倒数的关系图线 保持小桶和沙的质量不变，______________，改变小车的质量，测出小车的对应加速度，作出加速度和质量______的关系图线，验证加速度是否与质量成反比． 答案：1．很小 2．靠近打点计时器　点距相等　斜面方向上 3．改变小桶内沙的质量 4．在小车上加砝码　倒数 要点深化 1．实验原理 (1)如上图所示装置，在沙桶和沙的质量很小时，可认为细线对小车的拉力就是沙桶和沙的重力． (2)平衡长木板的摩擦力． (3)保持小车质量不变，改变小桶内沙的质量，从而改变细线对小车的牵引力，测出小车的对应加速度，作出加速度和力的关系图线，验证加速度是否与外力成正比． (4)保持小桶和沙的质量不变，在小车上加减砝码，改变小车的质量，测出小车的对应加速度，作出加速度和质量倒数的关系图线，验证加速度是否与质量成反比． 2．实验器材 一端带有定滑轮的长木板；薄木板；小车；细线；小桶和沙；打点计时器；交流电源；导线；天平(带一套砝码)；砝码；毫米刻度尺；纸带． 3．实验步骤 (1)用天平测出小车和砝码的总质量M，把数值记录下来． (2)如上图所示把实验器材安装好，但不要把悬挂沙桶的细绳系在车上，即不给小车加牵引力． (3)平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫一块木板，反复移动木板的位置，直至小车在斜面上运动可以保持匀速直线运动状态．这时，小车拖着纸带运动受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力沿斜面方向上的分力平衡． (4)把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂沙桶，先接通电源再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点，打完点后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码． (5)保持小车和砝码的质量不变，在沙桶里放入适量的沙，使沙桶和沙的总质量远小于小车和砝码的总质量，把沙桶和沙的总质量m′记录下来，重复步骤(4)．在沙桶内再放入适量的沙，记录下沙桶和沙的总质量m″，再重复步骤(4)． (6)重复步骤(5)三次，得到三条纸带． (7)在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，测量计数点间的距离，算出每条纸带上的加速度的值并记录到表中． (8)以加速度a为纵轴，力F为横轴，根据测量出的对应量在图的方格纸中描点，然后用平滑的直线画线，如果这些点是在一条过原点的直线上，便证明了加速度与作用力成正比． (9)保持沙桶和沙的质量不变(即保持小车所受合外力不变)，在小车上通过改变砝码的个数，重复上面的实验，并记录下小车(连同砝码的质量)及相应加速度的值到表中． (10)以加速度a为纵轴，质量的倒数1/m为横轴，在方格纸中描点，然后用平滑的直线画线，如果这些点是在一条过原点的直线上，便证明了加速度与质量成反比． 4．注意事项 (1)整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变沙和沙桶的质量还是改变小车及砝码的质量都不需要重新平衡摩擦力，平衡摩擦力是指小车所受动力(重力沿斜面向下的分力)与小车所受的阻力(包括车受的摩擦力和打点计时器对纸带的摩擦力)大小相等，实验中，应在车后拖上纸带，先接通电源后再用手给小车一个初速度，若在纸带上打出的点子间隔基本均匀，才表明平衡了摩擦力，否则必须调整小木板的位置． (2)平衡摩擦力后每条纸带必须满足在小车加砝码的质量远大于沙和沙桶的总质量的条件下进行，只有这样，沙和沙桶的总重力才可视为小车受到的拉力． (3)改变拉力和小车质量时，每次开始实验时小车应尽量靠近打点计时器并应先接通电源再放开小车，且在小车到达滑轮前应按住小车． (4)各纸带上的加速度a都应是该纸带上的平均加速度． (5)作图象时，要使尽可能多的点在所作的直线上，不在直线上的点应可能对称分布在所作的直线两侧． 5．误差分析 本实验的误差来源：(1)因原理不完善引起的误差，本实验用沙和沙桶的总重力(m＋m′)g代替小车的拉力，而实际小车所受的拉力要小于沙和沙桶的总重力，这个沙和沙桶的总质量越接近小车和砝码的总质量，误差越大；反之沙和沙桶的总质量越小于小车和砝