必修一验证牛顿第二定律实验实用教案

1、1、实验目的：探究a与F合关系(gun x)，a与M关系(gun x).2、实验原理：控制变量法 （1）保持小车的质量M不变，探究(tnji)a与力F的关系，（2）再保持托盘和砝码的质量m不变，改变小车质量M，探究(tnji)a与M的关系第1页/共23页第一页，共24页。图像(t xin)法处理数据：F合第2页/共23页第二页，共24页。3实验(shyn)器材打点计时器，小车，一端附有滑轮的长木板，小桶，细绳，沙，交流电源，天平(tinpng)，刻度尺，砝码Tf F合=T-f第3页/共23页第三页，共24页。注意(zh y)：每次改变小车质量时，无需重新平衡摩擦力4、平衡(pnghng)摩擦力

2、1）在长木板不带滑轮的一端下垫一块薄木板2）轻推小车，反复移动(ydng)薄木板位置，直至不挂托盘的小车刚好在斜面上保持匀速运动为止.（打出一条分布均匀的纸带）第4页/共23页第四页，共24页。1)用天平测出小车和托盘的质量 M 和 m02)2) 按图把实验器材安装好，并平衡好摩擦力3)3) 悬挂装有适量砝码的砝码盘. 先接通电源，再释放小车，打点(d din)计时器在纸带上打下一系列的点，取下纸带。5、实验(shyn)步骤第5页/共23页第五页，共24页。4) 保持小车质量M不变，改变托盘(tupn)中砝码的质量m，即改变小车所受牵引力F，重复步骤35、实验(shyn)步骤5）保持砝码(f

3、m)和托盘总质量m不变，在小车上加砝码(f m)，即改变小车M，重复步骤36）选取几条理想的纸带，分别计算出各纸带对应的加速度. 根据实验数据，画出aF，a-1/M图像.第6页/共23页第六页，共24页。T = F合加速度：F合=T当 Mm 时，可近似(jn s)认为小车所受的拉力 Tmg，即小车所受的合外力 F合mg.第7页/共23页第七页，共24页。6、注意事项1)平衡摩擦力：实验(shyn)首要工作。不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源衡了平摩擦力后，不需再重新平衡摩擦力2)实验(shyn)条件：M(车)m(托盘和砝码)，托盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力，即对车F合=mg3)

4、一先一后：每次开始时，细线要与木板平行，小车应尽量靠近打点计时器，并先接通电源，后释放小车4)作图：作图时两轴标度比例要适当各量须采用国际单位且作a-F图像和a-1/M图像第8页/共23页第八页，共24页。例1：如下图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验(shyn)装置，在图示状态下，开始做实验(shyn)，该同学有装置和操作中的主要错误是：（至少三项）_未平衡摩擦力 使用直流电源牵引小车的细线不与木板平行 开始(kish)实验时，小车离打点计时器太远第9页/共23页第九页，共24页。例2：验证验证牛顿顿第二定律实验实验中说说法正确的是()A.平衡摩擦力时时，重物应应用细线细线通过过

5、定滑轮轮系在小车车上B.实验实验中始终终保持小车车的质质量远远远远大于重物的质质量C.实验实验中若用纵纵坐标标表示加速度，用横坐标标表示小车车和车车内砝码码的总质总质量，描出相应应的点在一条(y tio)直线线上时时，即可证证明加速度与质质量成反比D.平衡摩擦力时时，小车车后面的纸带纸带必须连须连好，因为为运动动过过程中纸带纸带也要受到阻力第10页/共23页第十页，共24页。7、图像(t xin)分析弯曲原因(yunyn)：不满足M m 第11页/共23页第十一页，共24页。未平衡(pnghng)摩擦力或倾角过小（如：未取下沙桶）平衡(pnghng)摩擦力倾角过大（如：未轻推小车）7、图像(t

6、 xin)分析未平衡摩擦力或倾角过小（如：未取下沙桶）第12页/共23页第十二页，共24页。激光(jgung)8、用光电门证F=ma档光片通过(tnggu)光电门时的速度：dvt第13页/共23页第十三页，共24页。例3：某实验小组利用下图所示的实验装置来探究：当物体质量(zhling)一定时，物体的加速度与其所受合外力的关系。第14页/共23页第十四页，共24页。1)已知遮光片的宽度为d,图中刻度尺读出两个光电门中心(zhngxn)之间的距离为s，.该实验小组在做实验时，将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间t1，遮光条通过光电门2的时间t2，则滑块经过光

7、电门1时的瞬时速度的表达式v1_，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2_，则滑块的加速度的表达式a_.(均用字母表示)第15页/共23页第十五页，共24页。2）改变钩码的质量，重复实验。据实验数据(shj)作出a-F图像，如右图甲。A(1)OA段是直线，你可得到(d do)的结论：B在实验(shyn)误差允许外围内，(2)OB段弯曲的原因是：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受合外力成正比不满足滑块的质量M远大于钩码的质量m第16页/共23页第十六页，共24页。3)为减小测量a时的实验误差，可采取的方法是( )A增大(zn d)两挡光片宽度dB减小两挡光片宽度dC增大(zn d)两挡光片

8、间距sD减小两挡光片间距s第17页/共23页第十七页，共24页。例4：在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量(zhling)M间的关系时，采用如下图所示的实验装置小车及车中的砝码质量(zhling)用M表示，盘及盘中的砝码质量(zhling)用m表示（交流电频率为50HZ）第18页/共23页第十八页，共24页。(1)当M与m的大小关系满足_时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力(2)某一组同学(tng xu)先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是_A平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上B每次改变小车的质量时，不需

9、要重新平衡摩擦力C实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源M m第19页/共23页第十九页，共24页。的加速度大小为_m/s2.(保留(boli)两位有效数字)3）下图为某次实验得到(d do)的纸带，根据纸带可求出小车3.2第20页/共23页第二十页，共24页。4)保持(boch)小车质量M不变，改变沙和沙桶质量m，有甲、乙位同学根据实验数据作出了加速度 a 随合力 F 的变化图线如下图甲、乙所示其中图线不通过原点，甲的主要原因_ _。乙的主要原因 。甲平衡摩擦力过度(或斜面(ximin)倾角过大)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够(bgu)(即斜面倾角过小)第21页/共23页第二十一页，共24页。完第22页/共23页第二十二页，共24页。谢谢您的观看(gunkn)！第23页/共23页第二十三页，共24页。NoImage内容(nirng)总结1、实验目的：探究a与F合关系，a与M关系.。第2