高考物理总复习第三章牛顿运动定律3-5实验探究验证牛顿运动定律市赛课公开课一等奖省名师获奖PP

验证牛顿运动定律

01020304备选训练

课堂互动

试验热点突破热点一教材原型试验

试验热点突破热点二试验拓展创新

1/27课堂互动M打点计时器可重复点击播放！纸带m

“验证牛顿第二定律”试验装置示意图2/27课堂互动,

3/27课堂互动,

4/27课堂互动,

5/27课堂互动注意事项1．试验方法：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．试验条件：M≫m。小盘和砝码总重力才可视为小车受到拉力。5．一先一后一按住：先接通电源，后放小车，且在小车抵达滑轮前按住小车。6．作图：作图时两轴标度百分比要适当，各量须采取国际单位。误差分析1．因试验原理不完善引发误差：本试验用小盘和砝码总重力mg代替小车拉力，而实际上小车所受拉力要小于小盘和砝码总重力。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发误差。6/27题组剖析热点一教材原型试验例1为了“探究加速度与力、质量关系”，现提供如图1所表示试验装置：(1)以下试验操作正确是()A．将木板不带滑轮一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘牵引下恰好做匀速运动B．调整滑轮高度，使细线与木板平行C．先接通电源，后释放小车D．试验中小车加速度越大越好BC7/27(2)在试验中得到一条如图2所表示纸带，已知相邻计数点间时间间隔为T＝0.1s，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm，则小车加速度a＝________m/s2。(结果保留2位有效数字)题组剖析(3)有一组同学保持小车及车中砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了试验，得到了两条a－F图线，如图3所表示。图线________是在轨道倾斜情况下得到(填“①”或“②”)；小车及车中砝码总质量m＝________kg。0.34①0.58/27题组剖析9/27题组剖析变式训练1(·淮南模拟)某试验小组利用如图4甲所表示装置进行“探究加速度与合外力关系”试验。(1)在试验中必须平衡摩擦力，以________平衡摩擦力，当小车________运动时，摩擦力恰好被平衡。(2)为了减小误差，在平衡摩擦力后，每次试验必须经过改变钩码个数来改变小车所受合外力，获取多组数据。若小车质量为400g，试验中每次所用钩码总质量范围应选________组会比较合理。(填选项前字母)A．10～40gB．200～400gC．1000～2000g倾斜木板匀速直线A10/27题组剖析(3)试验中打点计时器所使用是________(选填“交流”或“直流”)电源，频率为50Hz，图乙中给出是试验中获取纸带一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出，每两个计数点间时间间隔是________s，由该纸带可求得小车加速度a＝________m/s2。(结果保留2位小数)(4)改变钩码个数重复试验，得到加速度a与合外力F关系如图丙所表示，分析线段OA，可得出试验结论是_________________________________________________。答案(1)倾斜木板匀速直线(2)A(3)交流0.11.07(4)在质量不变条件下，物体加速度与合外力成正比交流0.11.07在质量不变条件下，物体加速度与合外力成正比11/27课堂互动热点二试验拓展创新1．试验器材改进图5(2)利用光电门测速度(如图6)(3)利用位移传感器测位移(如图7)(1)气垫导轨(不用平衡摩擦力)长木板(如图5)图6图712/27课堂互动3．试验拓展延伸以“探究加速度与力、质量关系”为背景测量物块与木板间动摩擦因数。

2．数据测量改进13/27课堂互动例2在用DIS研究小车加速度与外力关系时，某试验小组先用如图8a所表示试验装置，重物经过滑轮用细线拉小车，在小车和重物之间接一个不计质量微型力传感器，位移传感器(发射器)随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器(接收器)固定在轨道一端，试验中力传感器拉力为F，保持小车[包含位移传感器(发射器)]质量不变，改变重物重力重复试验若干次，得到加速度与外力关系如图b所表示。(1)小车与轨道间滑动摩擦力Ff＝________N。(2)从图象中分析，小车[包含位移传感器(发射器)]质量为________kg。(3)该试验小组为得到a与F成正比关系，应将斜面倾角θ调整到tanθ＝________。0.670.670.114/27题组剖析15/27题组剖析A与B

16/27题组剖析光电门A、B之间距离x.

17/27题组剖析18/27备选训练v2＝2axA19/27备选训练(3)以下哪些办法能够减小本试验误差________。A．试验中必须确保m2≪m1B．试验前要平衡摩擦力C．细线在桌面上部分应与长木板平行D．图中A、B之间距离x尽可能小些BC

20/27备选训练21/27备选训练2．(·清远二模)在用DIS研究小车加速度与外力关系时，某试验小组先用如图11a所表示试验装置。重物经过滑轮用细线拉小车，位移传感器(发射器)随小车一起沿倾斜轨道运动，位移传感器(接收器)固定在轨道一端。试验时将重物重力作为拉力F，改变重物重力重复试验四次，列表统计四组数据：a/(m·s－2)2.012.984.025.01F/N1.002.003.004.0022/27备选训练(1)在图c所表示坐标纸上作出小车加速度a随拉力F改变图线。(2)从所得图线分析该试验小组在操作过程中不妥之处____________________。(3)假如试验时，在小车和重物之间接一不计质量微型力传感器来测量拉力F，试验装置如图b所表示，从理论上分析，该试验图线斜率将________。(填“变大”“变小”或“不变”)轨道倾角过大变大23/27备选训练24/27备选训练3．为了探究加速度与力、质量关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图12所表示试验装置，小车总质量用M表示(乙图中M包含小车与传感器，丙图中M包含小车和与小车固连滑轮)，钩码总质量用m表示。(1)为便于测量合外力大小，并得到小车总质量一定时，小车加速度与所受合外力成正比结论，以下说法正确是()A．三组试验中只有甲需要平衡摩擦力B．三组试验都需要平衡摩擦力C．三组试验中只有甲需要满足所挂钩码总质量m远小于小车总质量M条件D．三组试验都需要满足所挂钩码总质量m远小于小车总质量M条件BC25/27备选训练(2)图丁是用图甲装置中打点计时器所打纸带一部分，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示。则OD间距离为________cm。图戊是依据试验数据绘出s－t2图线(s为各计数点至同一起点距离)，则加速度大小a＝____