高中物理实验专题探究验证牛顿第二定律复习学案新人教版

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1、验证牛顿第二定律一、实验内容复习1、基本问题思考验证牛顿第二定律的实验原理是什么？只有当才有为什么砂桶总质量m要远远小于小车总质量M（m最好不要超过M）[实验原理]1．保持小车总质量M不变，2．保持砂桶内砂的质量m不变，该实验需要测量哪些量？各用什么测量工具？为什么要用垫块垫高木板？[实验器材]小车；砝码；小桶及砂；细绳；附有滑轮的长木板；垫块；交流电源；纸带及复写纸；打点计时器；导线；天平；毫米刻度尺等．此时，是否可以同时测砂桶质量m？[实验步骤]1、测质量M如何组装实验装置？实验前为何要平衡摩擦力？如何平衡？2、组装实验装置反复移

2、动、静止、利用打点计时器需要重复操作的步骤是什么？为什么要改变砂桶质量？改变砂桶质量后是否需要重新平衡摩擦力？为什么？3、保持小车总质量M不变，测多组a—F数据，同时记录数据4、保持砂桶内砂的质量m不变，测多组a--数据，同时记录数据[数据处理]（1）（2）图像法：描点作图系统误差和偶然误差原理、摩擦力平衡、质量测量、记数点间距测量、纸带和细绳不严格与木板平行等．需要重复操作的步骤是什么？为什么要改变小车总质量？改变小车总质量后是否需要重新平衡摩擦力？为什么？如何利用纸带测出a？为何要作出a--图像，而不是a--M图像？有什么好处？a

3、—F和a--图像斜率的物理意义分别是什么？误差的来源？若摩擦力平衡不准确对图像有何影响？实验中应注意些什么？2、拓展问题研究若砂桶总质量m不够小，则a—F和a--图像是什么样的？二、基本实验练习3.答案：1、（1）CD；垫块、刻度尺2、（1）F；三、实验方法迁移创新1、某同学设计了如题22图3所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来制定滑块和轨道间的动摩擦因数μ。滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m‘，托盘和盘中砝码的总质量为m，实验中，滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀

4、加速直线运动，重力加速度g取10m／s2。①为测量滑块的加速度，须测出它在A、B间运动的与，计算的运动学公式是；②根据牛顿运动定律得到与的关系为：他想通过多次改变，测出相应的值，并利用上式来计算。若要求是的一次函数，必须使上式中的保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置于；③实验得到与的关系如题22图4所示，由此可知μ=（取两位有效数字）位移、时间；m+m’、滑块上；0.23（0.21---0.25）2、请完成以下两小题。（1）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的

5、铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别于弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d0开始时讲模板置于处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间。①木板的加速度可以用、表示为=；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是（一种即可）。②改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是。③用加水的方法改

6、变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是。A.可以改变滑动摩擦力的大小B.可以更方便地获取多组实验数据C.可以比较精确地测出摩擦力的大小D.可以获得更大的加速度以提高实验精度【答案】①②C③BC【解析】①由于，且x=d，所以②由于加速度。所以a-F1图象C正确③BC3、为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示）。实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力。（1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车（选填“之前”或“

7、之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。（2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：时间t/s00.501.001.502.002.50速度v/(m·s-1)0.120.190.230.260.280.29请根据实验数据作出小车的v-t图像。（3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据v-t图象简要阐述理由。【答案】（1）之前（2）（如右图）（3）同意，在v-t图象中，速度越大时加速度越小，小车受到的合力越小，则小车受

8、空气阻力越大。【解析】（1）操作规程先接通电源再释放小车。（2）描点用光滑的曲线作图（如图）。（3）同意，在v-t图象中，速度越大时加速度越小，小车受到的合力越小，则小车受空气阻力越大。