《高三物理一輪復習 實驗四 驗證牛頓第二定律課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高三物理一輪復習 實驗四 驗證牛頓第二定律課件（28頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 基礎自主梳理 基礎自主梳理 基礎自主梳理 基礎自主梳理 基礎自主梳理 基礎自主梳理 基礎自主梳理 精典考題例析例1(2016樂山市第一次診斷性測試)某實驗小組利用圖示的裝置探究加速度與力、質量的關系(1)(多選)下列做法正確的是_(填字母代號)A調節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行B在調節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通 過定滑輪拴在木塊上C實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源D通過增減木塊上的砝碼改變質量時，不需要重新調節(jié)木板傾斜度 精典考題例析 精典考題例析 精典考題例析例2某同學設計了如圖所示的裝置，利用米尺、秒表、輕繩、輕滑輪、軌道、滑塊、托

2、盤和砝碼等器材來測定滑塊和軌道間的動摩擦因數.滑塊和托盤上分別放有若干砝碼，滑塊質量為M，滑塊上砝碼總質量為m，托盤和盤中砝碼的總質量為m.實驗中，滑塊在水平軌道上從A到B做初速為零的勻加速直線運動，重力加速度g取10 m /s2. (1)為測量滑塊的加速度a，須測出它在A、B間運動的_與_，計算a的運動學公式是_； 精典考題例析(2)根據牛頓運動定律得到a與m的關系為amg他想通過多次改變m，測出相應的a值，并利用上式來計算.若要求a是m的一次函數，必須使上式中的_保持不變，實驗中應將從托盤中取出的砝碼置于_；(3)實驗得到a與m的關系如圖所示，由此可知_(取兩位有效數字) 精典考題例析 解

3、析：(1)滑塊從A到B做初速度為零的勻加速直線運動，由運動學公式可得x1/2at2，a2x/t2，需要利用米尺測量滑塊從A到B的位移x，利用秒表測時間t.(2)利用整體法，以滑塊、砝碼和托盤為系統，受力分析，由牛頓第二定律可得mg(Mm)g(Mmm)a，a(1+)g/M+(m+m) mg，欲讓a是m的一次函數，則(1+)g/M+(m+m)不變，即在做實驗時，保證mm不變，即從托盤中取出的砝碼放到滑塊上(3)在圖中的直線上取兩個點，可得兩個方程0.23k0.064g，0.39k0.068g，解得0.23.答 案 ： (1)位移時間a(2)mm 滑塊上(3)0.23(0.210.25) 速效提升訓

4、練1(2016泰安市期中教學測驗)如圖所示的實驗裝置可以驗證牛頓運動定律，小車上固定一個盒子，盒子內盛有沙子，沙桶的總質量(包括桶以及桶內沙子質量)記為m，小車的總質量(包括小車、盒子及盒內沙子質量)記為M. 速效提升訓練(1)驗證在質量不變的情況F，加速度與合外力成正比：從盒子中取出一些沙子，裝入沙桶中，稱量并記錄沙桶的總重力mg，將該力視為合外力F，對應的加速度a則從打下的紙帶上計算得出多次改變合外力F的大小，每次都會得到一個相應的加速度本次實驗中，桶內的沙子取自小車中，故系統的總質量不變以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出aF圖象，圖象是一條過原點的直線aF圖線斜率的物理意義是_你認

5、為把沙桶的總重力mg當做合外力F是否合理？答：_(填“合理”或“不合理”)本次實驗中，是否應該滿足Mm這樣的條件？答：_(填“是”或“否”)；理由是_.(2)驗證在合外力不變的情況下，加速度與質量成反比：保持桶內沙子質量m 不變，在盒子內添加或去掉一些沙子，驗證加速度與質量的關系本次實驗中，桶內的沙子總質量不變，故系統所受的合外力不變用圖象法處理數據時，以加速度a為縱軸，應該以_的倒數為橫軸 速效提升訓練解 析 ： (1)將車內的沙子轉移到桶中，就保證了Mm不變，即系統的總質量不變，研究對象是整個系統，aF合/(M+m)mg/(M+m)，可見a-F圖線斜率的物理意義是1/(M+m），系統所受的

6、合外力就等于所懸掛沙桶的總重力mg，不必滿足M m這樣的條件(2)向盒子內添加或去掉部分沙子，是改變系統的總質量Mm，而系統的合外力仍等于所懸掛沙桶的總重力mg，保證了合外力不變答 案 ： (1)合理否因為實驗的研究對象是整個系統，系統受到的合外力就等于mg(2)Mm 速效提升訓練2(2016昆明市元月教學抽樣檢查)圖(a)為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數的實驗裝置示意圖實驗步驟如下： (a)用天平測量物塊和遮光片的總質量M、重物的質量m；用游標卡尺測量遮光片的寬度d；用米尺測量兩光電門之間的距離s；調整輕滑輪，使細線水平； 讓物塊從光電門A的左側由靜止釋放，用數字毫秒計分別測出遮光片經過光

7、電門A和光電門B所用的時間tA和tB，求出加速度a；多次重復步驟，求a的平均值 ；根據上述實驗數據求出動摩擦因數. 速效提升訓練回答下列問題：(1) 測量d時，某次游標卡尺(主尺的最小分度為1 m m )的示數如圖(b)所示，其讀數為_cm . (b)(2)物塊的加速度a可用d、s、t A和tB表示為a_.(3)動摩擦因數可用M、m、a和重力加速度g表示為_(4)如果細線沒有調整到水平，由此引起的誤差屬于_(填“偶然誤差”或“系統誤差” ) 解 析 ： (1)游標卡尺的讀數為9 m m120.05 m m9.60 m m0.960 cm .(3)設細線的張力為T，對M有TMgM對m有mgTm聯

8、立兩式得(4)細線沒有調整到水平，造成張力T不水平，若此時以T水平來分析計算，會造成測量值總是偏大或偏小，這種由于實驗操作造成的誤差，屬于系統誤差 答 案 ： (1)0.960(2) (3) (4)系統誤差 速效提升訓練 速效提升訓練 速效提升訓練 速效提升訓練4某同學設計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關系，彈簧秤固定在一個合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的向筆定滑輪，細繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接，在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d，開始時將木板置于MN處，現緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動為止，記下彈簧的示數F0，以此表示滑動摩擦力的大小 .再將木

9、板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示靈敏F 1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運動到PQ處的時間t. 速效提升訓練(1)木板的加速度可以用d、t表示為a_；為了減小測量加速度的偶然誤差，可以采用的方法是(一種即可） . (2)改變瓶中水的質量重復實驗，確定加速度a與彈簧秤示數F1的關系下列圖象能表示該同學實驗結果的是_(3)(多選)用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是_ a可以改變滑動摩擦力的大小b可以更方便地獲取多組實驗數據c. 可以比較精確地測出摩擦力的大小d可以獲得更大的加速度以提高實驗精度 速效提升訓練解 析 ： (1)木板做初速度為零的勻加速直線運動

10、，其位移d1/2at2，加速度a2d/t2，為了減小偶然誤差，可多次測量時間t，取t的平均值(2)F1F0時，木板開始運動，但F1并非繩子的拉力而是瓶和水的總重力，只有當瓶和水的質量遠小于木板和彈簧秤的質量時，F1才可以近似等于繩子拉力，此時a-F1圖線為一段傾斜的直線，瓶和水的質量不遠小于木板和彈簧秤的總質量時，繩子的拉力將小于F 1，其a-F1圖線的斜率將逐漸減小，因而只有c項正確(3)用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼相比，水的質量可以連續(xù)調節(jié)，因而F1的大小也可以連續(xù)調節(jié)，從而能比較精確地測出摩擦力的大小和更方便地獲取更多組實驗數據，故正確答案為b、c.答 案 ： (1)多次測量時間t

11、，取t的平均值(2)c(3)bc 速效提升訓練5.(2014全國新課標卷)某同學利用圖(a)所示實驗裝置及數字化信息系統獲得了小車加速度a與鉤碼的質量m的對應關系圖，如圖(b)所示.實驗中小車(含發(fā)射器)的質量為200g，實驗時選擇了不可伸長的輕質細繩和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到，回答下列問題： (1)根據該同學的結果，小車的加速度與鉤碼的質量成(選填“線性”或“非線性”)關系.(2)由圖(b)可知，a-m圖線不經過原點，可能的原因是.(3)若利用本實驗裝置來驗證“在小車質量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實驗中應采取的改進措施是，鉤碼的質量應滿足的條件是. 速效提升訓練解析：本題考查了驗證牛頓第二定律的實驗.(1)根據圖中描出的各點作出的圖象不是一條直線，故小車的加速度和鉤碼的質量成非線性關系.(2)圖象不過原點，小車受到拉力但沒有加速度，原因是有摩擦力的影響.(3)平衡摩擦力之后，在滿足鉤碼質量遠小于小車質量的條件下，可以得出在小車質量不變的情況下拉力與加速度成正比的結論. 答案：(1)非線性(2)存在摩擦力(3)調節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力遠小于小車的質量