高考物理一轮复习实验四验证牛顿运动定律理论指导新人教版

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1、【创新方案】2014年高考物理一轮复习实验四验证牛顿运动定律一实验目的(1)学会用控制变最法研究物理规律。(2)验证牛顿第二定律。(3)掌握利用图象处理数据的方法。二实验原理探究加速度臼与力尸及质量刃的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控制一个参量——小车的质最刃不变，讨论加速度臼与力尸的关系，再控制小盘和祛码的质量不变,即力F不变,改变小车质量屈，讨论加速度力与加的关系。三实验器材电磁打点计时器、复写纸片和纸带、一端带有定滑轮的长木板、小车、小盘、低压交流电源、天平、祛码、刻度尺、导线。四实验步骤磁……龙馭厶定魏的长木板端冇图实一4—1⑴用天平测量小盘的质量加和小车的

2、质屋.Mo(2)把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌而，把打点计吋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：小车的尾部挂上纸带，纸带穿过打点计时器的限位孔，将木板无滑轮的一端稍微集高一些，使小车在不挂小盘和舷码的情况下，能沿木板做匀速直线运动。这样小车所受重力沿木板的分力与小车所受摩擦力平衡。在保证小盘和祛码的质量远小于小千质量的条件下，可以近似认为小盘和祛码的总重力人小等于小车所受的合外力的人小。(4)把小车停在打点计时器处，挂上小盘和祛码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速卜•滑，打出一条纸带。(5)改变小盘内舷码的个数，重复步骤

3、(4),并多做几次。(2)保持小盘内的舷码个数不变，在小车上放上祛码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带。(3)改变小车上祛码的个数，重复步骤(6)。五数据处理(1)把小车在不同力作用下产生的加速度填在下表屮:实验次数加速度al(m•s-2)小车受力FZ1234图实_4_2由以上数据画出它的a-F关系图象如图实一4—2所示。通过a_F关系图象，我们可以得出小车的加速度曰与力尸成正比。(2)把不同质量的小年在相同力作用卜•产生的加速度填在下表中:实验次数加速度a!(m•s-2)小车质量・％kg1234由以上数据画出它的a-M图象及a-啊象,如图实一4—3甲、乙所示。图实_

4、4_3通过已一必和曰一寺关系图象，我们可以得出小车的加速度自与质量必成反比，与质量的木注意事项(1)平衡摩擦力时，调节长木板形成一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力止好平衡小车受的摩擦阻力。在平衡摩擦力吋，不要把悬挂小盘的细线系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着纸带运动。(1)在本实验中，由于两个小车伦子的灵活程度町能不相同，所受的摩擦力也可能不相等，平衡摩擦力就有困难。应该尽可能选取光滑的长木板进行实验，以减小因摩擦而造成的系统谋差。(2)安装器材时，要调整滑轮的高度，使拴小车的细细与斜面平行，H•连接小车和祛码盘应在平衡摩擦力Z后。(3)整个实验

5、平衡了摩擦力后，不管以后是改变璽物质量，还是改变小车和祛码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力。(4)每条纸带必须在满足小车与车上所加祛码的总质量远人于重物质呈的条件下打出。只有如此，重物重力才町视为小年受到的拉力。(5)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。(6)作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在肓线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧。(7)作图时两轴标度比例要选择适当。各量须采用国际单位。这样作图线吋，坐标点间距不至于过密，误差会小些。(8)为提高测量精度，可以采取下列措施：①应舍掉纸带

6、r.开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个起点。②可以把每打五次点的时间作为时间单位，即从开始点起，每隔四个点标出一个计数点,而相邻计数点间的时间间隔为7=0.1秒。七误差分析1.系统误差以小车、小盘和祛码整体为研究对象得飓=(财+刃)②以小车为研究对象得尸=姬求得M1,心不・•必略木实验用小盘和祛码的总重力飓代替小年的拉力，而实际上小千所受的拉力耍小于小盘和祛码的总重力。小盘和祛码的总质量越接近于小车的质最，谋羌越人；反之，小盘和祛码的总质量越小于小车的质虽，由此引起的误差就越小。因此，满足小盘和祛码的总质量远小于小车的质量的目的就是为了减小因实验原理不完善而引起的误

7、差。2.偶然误差摩擦力平衡不准确、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平行都会引起误差。八它案设计木实验屮可以用气垫导轨来代替长木板，这样就省去了平衡小车摩擦力的麻烦，小车的加速度也可以利用传感器，借助于计算机來处理。空2考情案例导析实验原理与操作1［例1］(2013•天津模拟)在验证牛顿第二定律实验中，(1)某组同学用如图实一4—4所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系。下列措施小不需要和不正确的是o①首先要平衡摩擦力，使小车