重庆市万州区龙宝中学高考物理总复习_第3章_第4讲 实验四 验证牛顿运动定律课件

第4讲 实验四 验证牛顿运动定律,1. 实验目的、实验原理,拓展创新实验,抓住二个要求,备选视频展台,2.误差分析 注意事项,对实验过程及实验数据处理的考查,聚焦一个热点,随堂 基础演练,创新设计实验,第三章 牛顿运动定律(备选多媒体展台) 1.伽利略理想实验及其结论 2.关于决定加速度大小因素的思考 3.国际单位制中力的单位牛顿的定义 4.牛顿运动定律的应用 5.物体在光滑水平面运动的受力分析 6.物体在水平外力作用下匀速运动的受力分析 7.物体在斜向上外力作用下匀速运动的受力分析 8.物体在不光滑水平面运动的受力分析 9.物体在水平力作用下匀加速运动的受力分析 10.物体在水平力作用下匀减速运动的受力分析 11.物体在斜向上力作用下匀加速运动的受力分析 12.根据受力判断物体的加速运动情况 13.根据受力判断物体的减速运动情况 14.物体在斜向上力作用下匀减速运动的受力分析 15.水平面上受水平牵引力的匀加速运动 16.恒定阻力使物体做匀减速运动 17.皮带传送中运动和力的分析 18.正交分解法的实例分析 19.用动力学方法测质量 20.作用力和反作用力的关系 21.拔河胜负的奥秘 22.双锥体爬坡解密 23.超重与失重现象 24.超重和失重现象的演示, 01抓住二个要求, 01抓住二个要求,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, 01抓住二个要求,【误差分析】,【注意事项】, 01抓住二个要求,1.实验方法：控制变量法. 2.平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不要悬挂小盘，但小车应连着纸带且接通电源用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡 3.不重复平衡摩擦力：平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力. 4.实验条件：mm只有如此，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：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，后放开小车，且应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.这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些,02聚焦一个热点,02聚焦一个热点,02聚焦一个热点,02聚焦一个热点,借题发挥,实验延伸思考 1为什么只有当小车及砝码的质量远大于小盘和砝码总质量时，才可认为小盘和砝码的重力近似等于小车受到的拉力呢？,mg,F,F,02聚焦一个热点,2.本实验为什么画a-1/m图象而不画a-m图象？,例如：甲乙两图中，你能确定图线1、2、3、4中，哪条线的a与m成反比吗？,02聚焦一个热点,本实验体现出的物理思想方法 1.控制变量法 当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，我们设法控制某些参量不变，而研究其中两个参量之间的变化关系，是物理实验中经常采用的一种方法。本实验中F、m、a三个参量，讨论a与F的关系时，需先控制小车的质量m不变；讨论a与m的关系时，需先控制F不变，即控制砂与砂桶的质量不变。 2.等效法 小车在实际运动中要受到摩擦阻力作用，而且当小车质量改变时，阻力改变，因而每次都要计算阻力，为简化实验，利用了平衡摩擦阻力的方法。在mM时用砂和砂桶的总重力代替了小车所受的合外力，即总重力等效于不受阻力时的合外力。,【变式跟踪1】 某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图(a)为实验装置简图(所用交流电的频率为50 Hz) (1)为了研究加速度和质量的关系，在实验中必须采用控制变量法，应保持_不变，用砂桶及砂所受的重力作为_，图(b)为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为_ m/s2.(保留三位有效数字) (2)在本次实验中，实验小组通过改变小车质量共做了8组实验，得到下表所示的实验数据，通过分析表中数据，你得出的结论是：_.,02聚焦一个热点,现需通过图象进一步验证你的结论，可利用表格数据作图，应在坐标纸中画出_图线 (3)在某次实验中为研究加速度和力的关系，根据测得的多组数据可画出a-F关系图线，如图所示此图 线的AB段明显偏离直线，造成 此误差的主要原因是( ) A小车与木板之间存在摩擦 B木板保持了水平状态 C所挂砂桶及砂的总质量太大 D所用小车的质量太大,02聚焦一个热点,02聚焦一个热点,03拓展创新实验,本实验采用打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a，也可以采用以下两种方法测量(或比较)物体的加速度方法一是比较法，方法二是“光电门”法,03拓展创新实验,【典例2】如图示为某同学探究加速度与力和质量关系的实验装置, 两个相同质量的小车放在光滑水平板上, 前端各系一条细绳, 绳的一端跨过定滑轮各挂一个小盘, 盘中可放砝码. 两小车后端各系一条细绳, 一起被夹子夹着使小车静止. 打开夹子, 两小车同时开始运动; 关上夹子, 两小车同时停下来, 用刻度尺测出两小车 的位移, 下表是该 同学在几次实验 中记录的数据.,03拓展创新实验,小车甲,小车乙,请回答下述问题: (1)在每一次实验中, 甲、乙两车的位移之比等于_之比, 请简要说明实验原理: _; (2)第一次实验控制了_不变, 在实验误差允许范围内可得出的结论是: _; (3)第二次实验控制了_不变, 在实验误差允许范围内可得出的结论是: _; (4)第三次实验时, 该同学先测量了甲车的位移, 再根据前两次实验结论, 计算出乙车应该发生的位移, 然后再测量了乙车的位移, 结果他高兴地发现, 理论的预言与实际符合得相当好. 请问, 他计算出的乙车位移应该是_.,加速度,由于两车运动时间相同, 由sat2/2得s甲s乙a甲a乙,小车质量,小车加速度与拉力成正比,小车所受拉力,小车加速度与质量成反比,30cm,点击按钮，模拟演示本实验中小车运动情况!,03拓展创新实验,03拓展创新实验,【变式跟踪2】 (2012苏北四市期末调研测试)某实验小组利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系 (1)做实验时，将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器(图中未画出)可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为t1、t2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d，则滑块经过光电门1时的速度表达式v1_；经过光电门2时的速度表达式v2_.滑块加速度的表达式a_.(以上表达式均用已知字母表示)如图乙所示，若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为_mm.,03拓展创新实验,(2)为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h(见图甲)关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是_ AM增大时，h增大，以保持二者乘积增大 BM增大时，h减小，以保持二者乘积不变 CM减小时，h增大，以保持二者乘积不变 DM减小时，h减小，以保持二者乘积减小,预测高考命题视角 以本实验为背景通过改变实验条件，实验仪器设置题目，不脱离教材，体现开放性，探究性，设计性等特点. 视角1 实验器材的改进 用气垫导轨 替代 长木板 视角2 数据处理方法的改进 小车的加速度可以利用传感器，借助于计算机来处理 视角3 实验方案的改进 用气垫导轨和两个光电门来完成此实验 视角4 以本实验为背景，结合牛顿第二定律，测量两接触面间的摩擦因数,04随堂基础演练,随堂基础演练 答案及解析,A,见解析,见解析,见解析,见解析,路漫漫其修道远，吾将上下而求索。屈原 读不在三更五鼓，功只怕一曝十寒。