【南方新课堂】2014届高考物理一轮总复习实验四：验证牛顿运动定律课件（可编辑）.docVIP

【南方新课堂】2014届高考物理一轮总复习实验四：验证牛顿运动定律课件 m g ③ a= M+m 图 S4-1 mg mg Mmg T= m ④ M+m M+m 1+ M M 由④可知:当 M ?m 时,可近似认为小车所受的拉力 T= mg,即小车所受的合外力 F 合=mg.本实验第一部分保持小车的质量不变,改变 m 的大小,测 出相应的加速度 a,验证 a 与 F 的关系;第二部分保持 m 不变, 改变 M 的大小,测出小车运动的加速度 a,验证 a 与 M 的关系. 3.实验器材 打点计时器、纸带及复写纸、小车、一端附有滑轮的长木 板、小桶、细绳、沙、低压交流电源、天平、刻度尺、砝码. 4.实验步骤及器材调整 1用天平分别测出小车和小桶的质量 M 和 m,把数值记录 下来.2按图 S4-2 所示把实验器材安装好. 图 S4-2 3平衡摩擦力:在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块 薄木板,反复移动其位置,直至不挂小桶的小车刚好在斜面上 保持匀速运动为止.4将小桶通过细绳系在小车上,接通电源放开小车,使小 车运动,用纸带记录小车的运动情况,取下纸带,并在纸带上 标上号码. 5保持小车的质量不变,改变小桶中的沙量,重复步骤4, 每次记录必须在相应的纸带上做上标记,列表格将记录的数据 填写在表内. 6建立坐标系,用纵坐标表示加速度,横坐标表示力,在 坐标系上描点,画出相应的图线以验证 a 与 F 的关系. 7保持沙及小桶的质量不变,改变小车的质量在小车上增 减砝码,重复上述步骤5、6,验证 a 与 M 的关系.5.注意事项 1在本实验中,必须平衡摩擦力,方法是将长木板的一端 垫起,而垫起的位置要恰当.在位置确定以后,不能再更换倾 角;平衡摩擦力时不要挂小桶,应连着纸带,且接通电源. 2改变 m 和 M 的大小时,每次小车开始释放时应尽量靠 近打点计时器,而且先通电再放小车. 3作图象时,要使尽可能多的点在所作的直线上,不在直 线上的点应尽可能对称分布在所作直线的两侧,个别误差较大 的点应舍去.6.数据处理及误差分析 M ?m,只有这样,才能使牵引小车的牵引力近似等于沙及小桶 的重力. 2在平衡摩擦力时,垫起的物体的位置要适当,长木板形 成的倾角既不能太大也不能太小,同时每次改变 M 时,不再重 复平衡摩擦力. 样才能使图象更直观.【跟踪训练】 1.双选,东莞五校2011 届高三联考某同学设计了一个探 究小车加速度 a 与小车所受拉力 F 及质量 m 关系的实验,图 S4-3 为实验装置简图.他想用钩码的重力表示小车受到的合 外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为下列说法正 确的两项是 图 S4-3A.要平衡摩擦力 B.实验时不需要平衡摩擦力 C.钩码的重力要远小于小车的总重力 D.实验进行时应先释放小车再接通电源 答案:AC2.如图 S4-4 甲所示,物体放在不光滑水平面上,先施加 一水平向右的恒力 F,则物体所受的合外力为 F 吗? 若物体具 有一定的初速度放在倾角为θ的斜面上,恰能匀速下滑,则物 体所受的合外力为多少?若此时再加一个沿斜面向下的拉力 F,如图 S4-4 乙所示,此时物体受到的合力为 F 吗? 图 S4-4答案:在图甲中,物体由于还要受到摩擦力作用,合力不 是 F;而在图乙中因为物体已经可以匀速下滑,由牛顿第一定 律可知,物体所受合力为零,因此,再加一个力 F 就是物体受 到的合力大小.3.用如图 S4-5 甲所示的实验装置来验证牛顿第二定律, 为消除摩擦力的影响,实验前必须平衡摩擦力. 图 S4-51某同学平衡摩擦力时是这样操作的:将小车静止地放在 水平长木板上,把木板不带滑轮的一端慢慢垫高,如图 S4-5 乙,直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止.请问这位同学 的操作是否正确?如果不正确,应当如何进行? 答:______________________________________________. 2如果这位同学先如1中的操作,然后不断改变对小车的 拉力 F,他得到 M小车质量保持不变情况下的 a-F 图线是下 图中的________将选项代号的字母填在横线上.3打点计时器使用的交流电频率 f=50 Hz.图 S4-6 是某同 学在正确操作下获得的一条纸带,A、B、C、D、E 每两点之间 还有 4 个点没有标出.写出用 s 、s 、s 、s 以及 f 来表示小车 1 2 3 4 加速度的计算式:a=______________________________.根据 2 纸带所提供的数据,算得小车的加速度大小为________m/s 结 果保留两位有效数字. 图 S4-6解析:1平衡摩擦力的要点是把有打点计时器的那一端适 当抬高,给小车一个初速度,小车能匀速下滑,则小车所受摩 擦力和