2020年高考物理一轮复习课件:专题三 实验四:验证牛顿运动定律 .ppt
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1、实验四:验证牛顿运动定律,一、基本原理与操作,二、注意事项,1.实验方法:控制变量法.,2.平衡摩擦力:不悬挂小盘,但小车连着纸带. 3.不重复:不重复平衡摩擦力.,4.实验条件:Mm,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:先接通电源,后放小车,且在小车到,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.,三、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
2、平行都会引起误差.,【基础自测】,下面是“探究加速度与力、质量的关系”实验步骤: 用天平测出小车质量 M 和小盘质量 m 安装好打点计时器,在小车上装好纸带 调整长木板的倾斜程度,在小盘中加入适量的砝码 m1,保持小车质量一定时,探究加速度与力的关系,保持小车所受拉力一定时,探究加速度与质量的关系 (1)步骤的目的是_.,(2)步骤中,要求小盘和砝码总质量(mm1)_(填 “远大于”“远小于”或“等于”)小车质量 M. (3)步骤和,表明该实验采用的科学方法是_. 解析:(1)步骤是为了平衡掉小车与木板、纸带与打点计 时器间的摩擦力,使小车所受的合力等于小盘和砝码的重力. (2)步骤中,要求小
3、盘和砝码总质量(mm1)远小于小车的 质量 M. (3)该实验采用的是控制变量法.,答案:(1)平衡摩擦力,(2)远小于 (3)控制变量法,考点 1,对实验原理与实验步骤的考查,【典题 1】(2017 年山东泰安第二轮质检)在“验证牛顿第 二定律”的实验中,采用如图 S4-1 所示的实验装置,小车及车 中砝码的质量用 M 表示,沙和沙桶的质量用 m 表示,小车的加 速度可由小车后面拖动的纸带计算出. 图 S4-1,(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(,),A.将长木板水平放置,让小车连着已经
4、穿过打点计时器的 纸带,给打点计时器通电.改变沙桶中沙的多少,使小车在沙和 沙桶的牵引下运动,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,撤去沙和沙桶,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,撤去纸带以及沙和沙 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(,) A.M200 g,m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、35 g、40 g B.M200 g,m20 g、40 g、60 g、80 g、
5、100 g、120 g C.M400 g,m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、35 g、40 g D.M400 g,m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g,(3)已知打点计时器使用的交变电流频率为 50 Hz,每相邻 两个计数点间还有 4 个点未画出,利用图 S4-2 给出的数据可求 出小车运动的加速度 a_m/s2.(计算结果保留三位有效 数字),图 S4-2,解析:(1)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外 力,需要平衡摩擦力,其方法是: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,撤去沙和沙桶, 给打点计时器通电,轻推小
6、车,从打出的纸带判断小车是否做 匀速运动,B 正确.,(2)为了使沙和沙桶的重力等于小车所受的拉力,应满足,mM,C 正确.,答案:(1)B (2)C (3)1.58,考点 2,对数据处理和误差分析的考查,【典题 2】在用图 S4-3 所示装置做“验证牛顿第二定律” 的实验中: (1)甲同学在外力 F 一定的条件下,探究 a 与 M 的关系时, 所得到的实验结果如下表所示: 外力 F0.1 N,图 S4-3,图 S4-4,请你完善表中数据,并在图 S4-4 中给出的坐标纸上画出 由图象可得到的结论是_.,(2)乙同学在探究“加速度与外力关系”的实验中得到的 a-F 图象如图 S4-5 所示,则
7、该图象中图线不过原点的原因是_ _ , 小车的质量为_kg.(计算结果保留两位有效数字),图 S4-5,答案:(1)5.00,如图 D20 所示.,图 D20 在外力一定的情况下,物体的加速度与质量成反比,0.28(0.260.29 均,(2)木板倾角过大(或平衡摩擦力过度) 正确),【迁移拓展】某同学利用如图 S4-6 甲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,如图乙所示.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:,甲,乙,图 S4-6,
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