2017年高考一轮冲刺总复习：3.5《实验：验证牛顿运动定律》精品课件.ppt

2-2????(2015云南第一次统考,22)一学生用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数。在桌面上放置一块水平长木板,木板一端带滑轮,另一端固定一打点计时器。木块一端拖着穿过打点计时器的纸带,另一端连接跨过定滑轮的绳子,在绳子上悬挂一定质量的钩码后可使木块在木板上匀加速滑动。实验中测得木块质量M=150 g,钩码质量m=50 g。 ? (1)实验开始时,应调整滑轮的高度,让绳子与木板　　　????; (2)实验中得到如图乙所示的纸带,纸带上A、B、C、D、E是计数点,相邻两计数点之间的时间间隔是0.10 s,所测数据在图中已标出,根据图中数据可求得木块运动的加速度a=　　　????m/s2(结果保留两位有效数字); (3)根据实验原理可导出计算动摩擦因数的表达式μ=　　　????(用M、m、g、a表示);取g=10 m/s2,代入相关数据可求得μ=　　　????(计算结果保留一位有效数字)。 ?答案????(1)平行????(2)0.25????(3)?-?????0.3 ?解析????(1)实验由纸带测定木块的加速度,木块所受拉力方向不变,保持与 桌面平行,因此需要在实验前调整滑轮高度,使绳子与木板平行;(2)根据匀变速直线运动规律的推论Δx=aT2可知,木块的加速度a=? m/s2=0.25 m/s2;(3)钩码与木块加速度大小相等,假设绳子张力为T,对钩码有:mg-T=ma,对木块则有:T-μMg=Ma,解得:μ=?-?=0.3。 ? 考点三　实验的改进与创新 典例3????(2014课标Ⅰ,22,6分)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: ? 图(a) ? 图(b) (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　　　　　　　　????。 ?答案????(1)非线性 (2)存在摩擦力 (3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力　远小于小车的质量 ?解析????(1)将图(b)中各点连线,得到的是一条曲线,故a与m的关系是非线 性的。 (2)由图(b)可知,当钩码质量不为零时,在一定范围内小车加速度仍为零,即钩码对小车的拉力大于某一数值时小车才产生加速度,故可能的原因是存在摩擦力。 (3)若将钩码所受重力作为小车所受合力,则应满足三个条件,一是摩擦力被平衡,二是绳平行于轨道平面,此二者可保证绳对车的拉力等于车所受合力,设绳的拉力为T,由mg-T=ma、T=Ma有T=?g=?,可见当m?M时 才有T≈mg,故第三个条件为m?M。 3-1????(2015广西四市联考,23)在利用如图甲所示的装置测量木块与长木板间的动摩擦因数的实验中: (1)已测得图甲中木板长度是立柱高度的2倍。电磁打点计时器使用频率为50 Hz的低压交流电源,实验得到如图乙所示的纸带,测量数据及其标记符号如图乙所示。则木块下滑的加速度为　　　????m/s2。(计算结果保留两位有效数字) (2)用测得的物理量及加速度a计算出木块与长木板间的动摩擦因数为　????　????(g取10 m/s2,计算结果保留两位有效数字)。因系统误差会使动摩擦因数的测量值大于真实值,你认为导致该误差的主要原因是　　　　　　????　　????。 ?答案????(1)4.0????(2)0.12　纸带受到摩擦阻力作用 ?解析????(1)由Δx=aT2可得,a=?=?=4.0 m/s2。(2)对木块受力分 析,并由牛顿第二定律有mg sin θ-μmg cos θ=ma,由题中已知条件可知θ=30°,则动摩擦因数μ=?=0.12,因纸带与限位孔间存在摩擦力,所以测量 值偏大。 教材研读考点突破 栏目索引 * * 课标版 物理 第5讲　实验:验证牛顿运动定律 [实验目的] 1.学会用控制变量法研究物理规律。 2.探究加速度与力、质量的关系。 3.掌握灵活运用图像