实验四验证牛顿运动定律分析电子教案.ppt

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1、实验四验证牛顿运动定律分析方法：控制变量法先确定m，研究a与F的关系；再确定F，研究a与m的关系。验证牛顿第二定律实验（回顾）方案一：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平为器材，研究小车运动。学生探究方案钩码的总重力G当作小车受到的拉力F从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a用天平测出小车的质量m验证牛顿第二定律实验5实验器材：打点计时器、低压交流电源、刻度尺、纸带、复写纸、导线、附有滑轮的长木板、天平、砂和砂桶、小车、若干砝码。原理：平衡摩擦力：适当垫高长木板不带滑轮的一端，使

2、小车刚好匀速下滑。*实验前必须平衡摩擦力。平衡摩擦力时小车前不能和砂桶相连，但小车后必须带纸带。摩擦力一但平衡后，木板的倾角不变。不需要多次操作*只有小车和小车上的砝码的总质量M远大于砂和砂桶的总质量m时，才能认为细线对小车的拉力大小F等于砂和砂桶的总重量mg。当m《M时,即小车的合外力近似为砂和砂桶的重力mg。*实验前要调整滑轮的高度使拉小车的细线与木板平行。注意事项几位同学的实验数据:车m=186.7g（固定）数据F（N）a（m/s2）10.050.26820.0830.43530.1150.61640.180.96

3、4表一：表二：几位同学的实验数据:F=0.05N（固定）数据m(g)1/ma（m/s2）1186.70.00540.2682236.70.00420.2113286.70.00350.1744336.70.0030.149验证牛顿第二定律实验（数据）00.050.10.150.201.41.21.00.80.60.40.2a∝Fa（m/s2）F(N)01002003004000.350.300.250.200.150.100.05m/ga（m/s2）00.0010.0020.0030.0040.0050.350.300.

4、250.200.150.100.05a（m/s2）1/ma∝1/maFoaFoaFoa1/Mo例：下列各图产生误差的原因是什么？无误差没有平衡摩擦力；或平衡摩擦力时倾角太小平衡摩擦力时倾角太大没有满足M>>m进一步交流、讨论气垫导轨装置教学流程设计你是否还有其他的探究方案？一、实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律．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a与力F及质量M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——小车的质量M不变，讨论加速度a与力F的关系，再控制砝码和

5、小盘的质量不变，即力F不变，改变小车质量M，讨论加速度a与M的关系．三、实验器材打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板，小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺．四、实验步骤1．用天平测出小车和小盘的质量M和M′，把数值记录下来．2．按照如图实－4－1所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细线系在小车上(即不给小车加牵引力)．图实－4－13．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块，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，这时

6、小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受重力在斜面方向上的分力平衡．4．把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，先接通电源再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点．打点完成后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码．5．保持小车及车内砝码的质量不变，在小盘内放入质量为m′的砝码，重复步骤4.在小盘内分别放入质量为m″，m，…的砝码，再重复步骤4.m′，m″，m…的数值都要记录在纸带上(或表格内)．6．在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，测量计数点间的距离，算出每条纸带上的加速度的值．7．用纵坐标表示

7、加速度，横坐标表示力，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点．若这些点在一条直线上，便证明了加速度与作用力成正比．8．保持砝码和小盘的质量不变，在小车上依次加砝码(也需作好记录)，重复上述步骤，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据实验结果画出相应的点，如果这些点是在一条直线上，就证明加速度与质量成反比．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中：实验次数加速度a/(m·s－2)小车受力F/N1234由以上数据画出它的a－F关系图象如图实－4－2所示．通过a－F关系图象，我们

8、可以得出小车的加速度a与力F成正比．图实－4－22．把不同质量的小车在相同力作用下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M/kg1234六、注意事项1．一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂重物