3-12-实验探究：验证牛顿运动定律.ppt

(2)乙同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力，由实验数据作出的a—F图象如图乙所示，图线不过原点的原因可能是________________,小车的质量为________kg.(保留两位有效数字) 木板倾角过大 2.0 转 解析 此处表明，拉力为零时，小车已经具有一定的加速度，平衡摩擦力过度. △F △a m = △F/ △a 转 原题 3.创新实验 以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥教材，体现开放性、探究性、设计性等特点。 考点三 实验的改进与创新 视角1　实验器材的改进 视角2　数据测量的改进 视角3　实验的拓展延伸进 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】（2014·新课标全国卷Ⅰ,22）某同学利用图(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）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加 速度与作用力成正比”的结论,并直接以 钩码所受重力mg作为小车受到的合外力, 则实验中应采取的改进措施是: _____________________________, 钩码的质量应满足的条件是: ___________________。 非线性 存在摩擦力 调整轨道倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车质量 转解析 转原题 【变式训练3】 (2013·新课标全国卷Ⅰ,22)下图为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图．实验步骤如下： ①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m,用游标卡尺测量遮光片的宽度d;用米尺测量两光电门之间的距离s; ②调整轻滑轮，使细线水平； ③让物块从光电门A的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间ΔtA和ΔtB,求出加速度a； ④多次重复步骤③，求 a的平均值； ⑤根据上述实验数据求 出动摩擦因数μ. 回答下列问题： 记录时间ΔtA,由d/ΔtA得到此刻瞬时速度vA 记录时间ΔtB,由d/ΔtB得到此刻瞬时速度vB (1)测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如右图所示，其读数为________ cm. (2)物块的加速度a可用d、s、ΔtA 和ΔtB表示为a＝_______________. (3)动摩擦因数μ可用M、m、和 重力加速度g表示为μ＝___________________. (4)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差属于_________(选填“偶然误差”或“系统误差”)． 转解析 0.960 系统误差 转原题 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 解析显隐 【备选】 如图所示, 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。 不需要 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 不再需要用将砂和砂桶的重力作为细线的拉力 4.备选训练 【备选训练】 某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图(a)为实验装置简图．(所用交流电的频率为50 Hz) (1)为了研究加速度和质量的关系，在实验中必须采用控制变量法，应保持________不变,用砂桶及砂所受的重力作为______________，图(b)为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为________ m/s2.(保留三位有效数字) (2)在本次实验中，实验小组通过改变小车质量共做了8组实验，得到下表所示的实验数据，通过分析表中数据