必修实验验证牛顿运动定律市公开课金奖市赛课一等奖课件

试验四验证牛顿运动定律第1页知识关键点归纳试验目标1．学会用控制变量法研究物理规律．2．验证牛顿运动定律．3．掌握利用图象处理数据方法．第2页试验原理探究加速度a与力F及质量M关系时，应用基本方法是控制变量法，即先控制一个参量——小车质量M不变，讨论加速度a与力F关系，再控制砝码和小盘质量不变，即力F不变，改变小车质量M，讨论加速度a与M关系．第3页试验器材打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮长木板、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．第4页试验步骤过程分析导引图3－4－1第5页1．用天平测量小盘质量m0和小车质量M0.2．把一端附有滑轮长木板放在试验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮一端，连接好电路．第6页3．平衡摩擦力：小车尾部挂上纸带，纸带穿过打点计时器限位孔，将木板无滑轮一端稍微垫高一些，使小车在不挂小盘和砝码情况下，能沿木板做匀速直线运动．这么小车所受重力沿木板分力与小车所受滑动摩擦力平衡．第7页在确保小盘和砝码质量远小于小车质量条件下，能够近似认为小盘和砝码总重力大小等于小车所受合外力大小．4．把小车停在打点计时器处，挂上小盘和砝码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，第8页打出一条纸带．计算小盘和砝码重力，即为小车所受合外力，由纸带计算出小车加速度，并把力和对应加速度统计在纸带上(或表格中)．5．改变小盘内砝码个数，重复步骤4，并多做几次．第9页6．保持小盘内砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车质量，让小车在木板上滑动打出纸带．计算砝码和小车总质量M，并由纸带计算出小车对应加速度．7．改变小车上砝码个数，重复步骤6，所对应质量和加速度也需统计．第10页数据处理1．把小车在不一样力作用下产生加速度填在下表中：试验次数加速度a/(m·s－2)小车受力F/N1234第11页由以上数据画出它a－F关系图象如图3－4－2所表示．经过a－F关系图象，我们能够得出小车加速度a与力F成正比．图3－4－2第12页2．把不一样质量小车在相同力作用下产生加速度填在下表中：试验次数加速度a/(m·s－2)小车质量M/kg1234第13页图3－4－3第14页第15页注意事项1．一定要做好平衡摩擦力工作，也就是调出一个适当斜面，使小车重力沿着斜面方向分力恰好平衡小车受摩擦阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘细线系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点纸带运动．第16页2．试验步骤2、3不需要重复，即整个试验平衡了摩擦力后，不论以后是改变小盘和砝码总质量还是改变小车和砝码总质量，都不需要重新平衡摩擦力．第17页3．每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码总质量远大于小盘和砝码总质量条件下打出．只有如此，小盘和砝码总重力才可视为小车受到拉力．第18页4．改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽可能靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车抵达滑轮前按住小车．5．作图象时，要使尽可能多点在所作直线上，不在直线上点应尽可能对称分布在所作直线两侧．第19页6．作图时两轴标度百分比要选择适当．各量须采取国际单位，这么作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些．7．为提升测量精度，能够采取以下办法：第20页(1)应舍掉纸带上开头比较密集点，在后边便于测量地方找一个起点．(2)能够把每打五次点时间作为时间单位，即从开始点起，每隔四个点标出一个计数点，而相邻计数点间时间间隔为T＝0.1秒．第21页误差分析1．质量测量误差，纸带上打点计时器打点间隔距离测量误差，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差．2．因试验原理不完善造成误差：本试验中用小盘和砝码总重力代替小车第22页受到拉力(实际上小车受到拉力要小于小盘和砝码总重力)，存在系统误差，盘和砝码总质量越靠近小车质量，误差就越大；反之，小盘和砝码总质量越小于小车质量，误差就越小．第23页3．平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其它都跟正式试验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，匀速运动标志是打点计时器打出纸带上各点距离相等．第24页试验改进本试验中能够用气垫导轨来代替长木板，这么就省去了平衡小车摩擦力麻烦，小车加速度也能够利用传感器，借助于计算机来处理．第25页试验典例探究题型1试验原理和误差分析例1

如图3－4－4所表示为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力关系”试验装置．第26页图3－4－4第27页(1)在该试验中必须采取控制变量法，应保持________不变，用钩码所受重力作为________，用DIS测小车加速度．图3－4－5第28页(2)改变所挂钩码数量，屡次重复测量．在某次试验中依据测得多组数据可画出a－F关系图线(如图3－4－5所表示)．①分析此图线OA段可得出试验结论是______________________________________________________.第29页②此图线AB段显著偏离直线，造成此误差主要原因是(

)A．小车与轨道之间存在摩擦B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码总质量太大D．所用小车质量太大第30页【解析】(1)在研究加速度与力关系时必须保持小车质量不变，才能找出二者关系．(2)①OA段在试验允许范围内，图线是一条直线，所以可得出a与F成正比关系．②由试验原理第31页【答案】(1)小车总质量(或：小车质量)小车所受外力(或：外力、合外力)(2)①在质量不变条件下，加速度与合外力成正比②C第32页题型2试验数据处理例2(·南京模拟)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受协力F及质量m关系试验，图3－4－6甲所表示为试验装置简图．(交流电频率为50Hz)

第33页图3－4－6第34页(1)图乙所表示为某次试验得到纸带，依据纸带可求出小车加速度大小为__________m/s2.(保留两位有效数字)第35页试验次数12345678小车加速度a/(m·s－2)1.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.40