2020年高考物理专题三实验四：验证牛顿运动定律课件.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：M≫m，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平行都会引起误差.【基

2、础自测】下面是“探究加速度与力、质量的关系”实验步骤：①用天平测出小车质量M和小盘质量m②安装好打点计时器，在小车上装好纸带③调整长木板的倾斜程度④在小盘中加入适量的砝码m1⑤保持小车质量一定时，探究加速度与力的关系⑥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③的目的是______________________________.(2)步骤④中，要求小盘和砝码总质量(m＋m1)________(填“远大于”“远小于”或“等于”)小车质量M.(3)步骤⑤和⑥，表明该实验采用的科学方法是__________.解析：(1)步骤③是为了平衡掉小车与木板、纸带与打点计时器间的

3、摩擦力，使小车所受的合力等于小盘和砝码的重力.(2)步骤④中，要求小盘和砝码总质量(m＋m1)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

4、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.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.M＝200g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、35g、40gB.M＝200g，m＝20g、40g、60g、80g、100g

5、、120gC.M＝400g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、35g、40gD.M＝400g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120g(3)已知打点计时器使用的交变电流频率为50Hz，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，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，B

6、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m≪M，C正确.答案：(1)B(2)C(3)1.58次序12345质量M/g100140180200240加速度a/(m·s－2)1.000.670.530.480.40质量的倒数/kg－110.007.145.56______4.17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F＝0.1N图S4-3图S4-4①请你完善表中数据，并在图S4-4中给出的坐标纸上画出②由图象可得到的结论是_

7、__________________________.(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)①5.00如图D20所示.图D20②在外力一定的情况下，物体的加速度与质量成反比0.28(0.26～0.29均(2)木板倾角