重庆市万州分水中学高考物理一轮复习指导课件第3章第4讲实验验证牛顿第二定律.ppt

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1、第三章直线运动第四讲　实验：验证牛顿第二定律一、实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律．2．学会灵活运用图象处理物理问题的方法．3．探究加速度与力、质量的关系．二、实验原理1．当研究对象有两个以上的参量发生变化时，设法控制某些参量使之不变，而研究另外两个参量之间的变化关系，这种方法叫控制变量法．2．本实验中有力F、质量M和加速度a三个变量，研究a与F及M的关系时，先控制质量M不变，研究a与F的关系；然后再控制力F不变，研究a与M的关系．三、实验器材打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、细绳、低压交流电源、导线、天

2、平(带砝码)、刻度尺．四、实验步骤1．用天平测出小车和小盘的质量，把数值记录下来．2．把一端附有定滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路．3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动木板的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态．4．把小车停在打点计时器处，挂上小盘和砝码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带．计算小盘和砝码的重力，即为小车所受的合力，由纸带计算出小车的加速度，并把力和对应的加速度填入表(一)中．表(一)实验

3、次数加速度a/(m·s－2)小车受力F/N12345.改变小盘内砝码的个数，重复步骤4，并多做几次．6．保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动并打出纸带，计算砝码和小车的总质量M，由纸带计算出小车对应的加速度．并将所对应的质量和加速度填入表(二)中．表(二)实验次数加速度a/(m·s－2)小车与小车上砝码的总质量M/kg1237.改变小车上砝码的个数，重复步骤6，并多做几次．六、误差分析产生原因减小方法偶然误差测量误差：①质量测量不准确②纸带上所打点间距测量不准(1)多次测量取平均值(2)舍掉纸带上开

4、头较密集的点，在后面便于测量的地方找起点(3)从开始点起，每五个点标一个计数点，相邻计数点间隔0.1s拉线或纸带不与木板平行调节拉线或纸带使之与木板平行平衡摩擦力不准确在平衡摩擦力时，除不挂小盘外，其他的都跟正式实验一样(如要挂好纸带，先接通打点计时器后放纸带等)系统误差本实验用小盘和砝码的总重力mg代替小车的拉力，而实际上小车所受拉力要小于小盘和砝码的总重力让小盘和砝码的总质量远小于小车的总质量七、注意事项1．在本实验中，必须平衡摩擦力，在平衡摩擦力时，不要把小盘系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动．2．安

5、装器材时，要调整滑轮的高度，使拴小车的细绳与斜面平行，且连接小车和小盘应在平衡摩擦力之后．3．改变小车的质量或拉力的大小时，改变量应尽可能大一些，但应满足小盘和盘内砝码的总质量m远小于小车和车上砝码的总质量M.4．改变拉力和小车质量后，每次开始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，且应在小车到达滑轮前按住小车．5．作图时，两轴标度比例要适当，要使尽可能多的点落在所作直线上，不在直线上的点尽可能对称分布在所作直线两侧．(2012·安徽高考)图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为

6、M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．(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，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，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，撤去砂和砂桶，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，撤去纸带以及砂

7、和砂桶，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．M＝200g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、40gB．M＝200g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120gC．M＝400g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、40gD．M＝400g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120g(3)如图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为：sAB＝4.

8、22cm、sBC＝4.65cm、sCD＝5.08cm、sDE＝5.49cm、sEF＝5.91cm、sFG＝6.34cm.已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度a＝________m