實(shí)驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律

1、實(shí)驗(yàn)四 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮推鞑膶?shí)驗(yàn)?zāi)康暮推鞑膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康哪康?.1.學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律律2.2.驗(yàn)證牛頓第二定律驗(yàn)證牛頓第二定律3.3.掌握利用圖像處理數(shù)據(jù)的方法掌握利用圖像處理數(shù)據(jù)的方法 探究加速度探究加速度a a與力與力F F及及質(zhì)量質(zhì)量M M的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用的基本方法是控制變的基本方法是控制變量法，即先控制一個(gè)量法，即先控制一個(gè)參量參量小車的質(zhì)量小車的質(zhì)量M M不變，探究加速度不變，探究加速度a a與與力力F F的關(guān)系；再控制小的關(guān)系；再控制小盤和砝碼的質(zhì)量不變，盤和砝碼的質(zhì)量不變，即力即力F F不變，探究加速不變，

2、探究加速度度a a與小車質(zhì)量與小車質(zhì)量M M的關(guān)的關(guān)系系 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)器材器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙、小打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙、小車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小盤、夾子、細(xì)繩、低壓交流電小盤、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平、刻度尺、砝碼、源、導(dǎo)線、天平、刻度尺、砝碼、薄木塊薄木塊 【實(shí)驗(yàn)過程【實(shí)驗(yàn)過程】一、實(shí)驗(yàn)步驟一、實(shí)驗(yàn)步驟1.1.稱量質(zhì)量稱量質(zhì)量用天平測(cè)量小盤的質(zhì)量用天平測(cè)量小盤的質(zhì)量m m0 0和小車的質(zhì)量和小車的質(zhì)量M M0 0。2.2.安裝器材安裝器材按照如圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不按照如圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在

3、小車上把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上( (即不給小車牽引力即不給小車牽引力) )。3.3.平衡摩擦力平衡摩擦力在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，反復(fù)移動(dòng)薄木塊的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可薄木塊，反復(fù)移動(dòng)薄木塊的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以保持勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。以保持勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。4.4.讓小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，掛上小盤和砝碼，先接通電源，再讓小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，掛上小盤和砝碼，先接通電源，再讓小車拖著紙帶在木板上勻加速下滑，打出一條紙帶。計(jì)算小讓小車拖著紙帶在木板上勻加速下滑，打出一條紙帶。計(jì)算小盤和砝碼的重力，即為小車所受的合外力，由紙帶計(jì)算出

4、小車盤和砝碼的重力，即為小車所受的合外力，由紙帶計(jì)算出小車的加速度，并把力和對(duì)應(yīng)的加速度填入表的加速度，并把力和對(duì)應(yīng)的加速度填入表1 1中。中。5.5.改變小盤內(nèi)砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟改變小盤內(nèi)砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟4 4，并多做幾次。，并多做幾次。6.6.保持小盤內(nèi)的砝碼個(gè)數(shù)不變，在小車上放上砝碼改變小車的保持小盤內(nèi)的砝碼個(gè)數(shù)不變，在小車上放上砝碼改變小車的質(zhì)量，讓小車在木板上滑動(dòng)打出紙帶。計(jì)算砝碼和小車的總質(zhì)質(zhì)量，讓小車在木板上滑動(dòng)打出紙帶。計(jì)算砝碼和小車的總質(zhì)量量M M，并由紙帶計(jì)算出小車對(duì)應(yīng)的加速度，并將所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量，并由紙帶計(jì)算出小車對(duì)應(yīng)的加速度，并將所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量和加速度填入表和加速度填

5、入表2 2中。中。7.7.改變小車上砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟改變小車上砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟6 6，并多做幾次。，并多做幾次。 表表1 1實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度加速度a/ma/ms s-2-2小車受力小車受力F/NF/N 1 12 23 34 4表表2 2 實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度加速度a/ma/ms s-2-2小車和砝碼的小車和砝碼的總質(zhì)量總質(zhì)量M/kgM/kg 1 12 23 34 4二、數(shù)據(jù)處理二、數(shù)據(jù)處理1.1.計(jì)算加速度計(jì)算加速度先在紙帶上標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的先在紙帶上標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，根據(jù)逐差法計(jì)算各條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度。距離，根據(jù)逐差法計(jì)算各條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度。2.

6、2.作圖像找關(guān)系作圖像找關(guān)系根據(jù)記錄的各組對(duì)應(yīng)的加速度根據(jù)記錄的各組對(duì)應(yīng)的加速度a a與小車所與小車所受牽引力受牽引力F F，建立直角坐標(biāo)系，描點(diǎn)畫，建立直角坐標(biāo)系，描點(diǎn)畫a-Fa-F圖像，如果圖像是一圖像，如果圖像是一條過原點(diǎn)的傾斜直線，便證明加速度與作用力成正比。再根據(jù)條過原點(diǎn)的傾斜直線，便證明加速度與作用力成正比。再根據(jù)記錄的各組對(duì)應(yīng)的加速度記錄的各組對(duì)應(yīng)的加速度a a與小車和砝碼總質(zhì)量與小車和砝碼總質(zhì)量M M，建立直角坐，建立直角坐標(biāo)系，描點(diǎn)畫標(biāo)系，描點(diǎn)畫a- a- 圖像，如果圖像是一條過原點(diǎn)的傾斜直線，圖像，如果圖像是一條過原點(diǎn)的傾斜直線，就證明了加速度與質(zhì)量成反比。就證明了加速度與

7、質(zhì)量成反比。1M【誤差分析【誤差分析】1.1.因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起誤差。以小車、小盤和砝碼整體為研因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起誤差。以小車、小盤和砝碼整體為研究對(duì)象得究對(duì)象得mg=(M+m)amg=(M+m)a; ;以小車為研究對(duì)象得以小車為研究對(duì)象得F=Ma;F=Ma;求得求得本實(shí)驗(yàn)用小盤和砝碼的總重力本實(shí)驗(yàn)用小盤和砝碼的總重力mgmg代替小車的拉力，而實(shí)際上小代替小車的拉力，而實(shí)際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力。小盤和砝碼的總質(zhì)車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力。小盤和砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量，由此引起的誤差就越小。因此，滿足小量越小于小車的質(zhì)量，由此引起的誤差就越小。因此，滿足小

8、盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的目的就是減小因?qū)嶒?yàn)原盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的目的就是減小因?qū)嶒?yàn)原理不完善而引起的誤差。理不完善而引起的誤差。M1FmgmgmgmMm1M2.2.摩擦力平衡不準(zhǔn)確造成誤差。在平衡摩擦力時(shí)，除了不掛小摩擦力平衡不準(zhǔn)確造成誤差。在平衡摩擦力時(shí)，除了不掛小盤外，其他的均與正式實(shí)驗(yàn)一樣（比如要掛好紙帶、接通打點(diǎn)盤外，其他的均與正式實(shí)驗(yàn)一樣（比如要掛好紙帶、接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器），勻速運(yùn)動(dòng)的標(biāo)志是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上各相鄰計(jì)時(shí)器），勻速運(yùn)動(dòng)的標(biāo)志是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上各相鄰兩點(diǎn)間的距離相等。兩點(diǎn)間的距離相等。3.3.質(zhì)量的測(cè)量誤差、紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)間隔距離的測(cè)

9、量誤質(zhì)量的測(cè)量誤差、紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)間隔距離的測(cè)量誤差、細(xì)繩或紙帶不與木板平行等都會(huì)引起誤差。差、細(xì)繩或紙帶不與木板平行等都會(huì)引起誤差。【注意事項(xiàng)【注意事項(xiàng)】1.1.平衡摩擦力平衡摩擦力在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上，即不要在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，且要讓小車拖著紙帶勻速運(yùn)動(dòng)。給小車加任何牽引力，且要讓小車拖著紙帶勻速運(yùn)動(dòng)。2.2.不重復(fù)平衡摩擦力不重復(fù)平衡摩擦力整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總質(zhì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力。量還

10、是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力。3.3.實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)條件每條紙帶都必須在滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量每條紙帶都必須在滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出。只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車的條件下打出。只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力。受到的拉力。4.4.一先一后一按住一先一后一按住改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)定滑輪前器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)定滑輪前按住小車。按住小車。5.5.作圖作

11、圖作圖時(shí)，兩坐標(biāo)軸的比例要適當(dāng)，要使盡可能多的點(diǎn)落在所作作圖時(shí)，兩坐標(biāo)軸的比例要適當(dāng)，要使盡可能多的點(diǎn)落在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱地分布在所作直線兩側(cè)。直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱地分布在所作直線兩側(cè)?！緦?shí)驗(yàn)改進(jìn)【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】本實(shí)驗(yàn)中可以用氣墊導(dǎo)軌來代替長(zhǎng)木板本實(shí)驗(yàn)中可以用氣墊導(dǎo)軌來代替長(zhǎng)木板,這樣就省去了平衡摩這樣就省去了平衡摩擦力的麻煩擦力的麻煩,小車的加速度也可以利用傳感器來測(cè)量小車的加速度也可以利用傳感器來測(cè)量,借助于計(jì)借助于計(jì)算機(jī)來處理。算機(jī)來處理。 熱點(diǎn)熱點(diǎn) 1 1 實(shí)驗(yàn)原理與注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)原理與注意事項(xiàng) 【典例【典例1 1】(2012(2012安徽高考安徽高考)

12、)圖甲為圖甲為“驗(yàn)證牛頓第二定律驗(yàn)證牛頓第二定律”的的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。砂和砂桶的總質(zhì)量為實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。砂和砂桶的總質(zhì)量為m,m,小車和砝碼的總質(zhì)量小車和砝碼的總質(zhì)量為為M M。實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車?yán)Φ?。?shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車?yán)Φ拇笮　４笮?。? 1）實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外）實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行。接力，先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行。接下來還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是下來還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是( )( )A.A.將長(zhǎng)木板水平放置，讓小車

13、連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，將長(zhǎng)木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié)給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié)m m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)B.B.將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)C.C.將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)

14、的高度，撤去紙帶以及砂和砂桶，將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋啡ゼ垘б约吧昂蜕巴?，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)（2 2）實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量）實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m m和和M M的選取，以下最合理的一組是的選取，以下最合理的一組是 ( )( )A.M=200g,m=10gA.M=200g,m=10g、15g15g、20g20g、25g25g、30g30g、40g40gB.M=200g,m=20gB.M=200g,m=20g、40g40g、60g60g、80g80g、100g100g、120g120gC.M=400g,m=10gC.M=400g,m=10g、1

15、5g15g、20g20g、25g25g、30g30g、40g40gD.M=400g,m=20gD.M=400g,m=20g、40g40g、60g60g、80g80g、100g100g、120g120g(3)(3)圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A A、B B、C C、D D、E E、F F、G G為為7 7個(gè)個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為:s:sABAB=4.22cm=4.22cm、s sBCBC=4.65cm=4.65cm、s s

16、CDCD=5.08cm=5.08cm、s sDEDE=5.49cm=5.49cm、s sEFEF=5.91cm=5.91cm、s sFGFG=6.34cm=6.34cm。已知打點(diǎn)計(jì)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為時(shí)器的工作頻率為50Hz50Hz，則小車的加速度，則小車的加速度a=_m/sa=_m/s2 2（結(jié)果保（結(jié)果保留留2 2位有效數(shù)字）。位有效數(shù)字）?！緲?biāo)準(zhǔn)解答【標(biāo)準(zhǔn)解答】（1 1）要使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合）要使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力，應(yīng)將長(zhǎng)木板遠(yuǎn)離定滑輪的一端墊起，使小車所受重力沿外力，應(yīng)將長(zhǎng)木板遠(yuǎn)離定滑輪的一端墊起，使小車所受重力沿木板向下的分力與小車及紙帶所受

17、摩擦力平衡，即選項(xiàng)木板向下的分力與小車及紙帶所受摩擦力平衡，即選項(xiàng)B B正正確。確。（2 2）要使砂和砂桶的總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車?yán)Φ拇螅┮股昂蜕巴暗目傊亓Φ拇笮∽鳛榧?xì)線對(duì)小車?yán)Φ拇笮。仨毷剐?，必須使m Mm M，只有選項(xiàng)，只有選項(xiàng)C C符合這個(gè)要求。符合這個(gè)要求。（3 3）小車的加速度為）小車的加速度為其中其中t=0.1st=0.1s，代入數(shù)據(jù)得：，代入數(shù)據(jù)得：a=0.42m/sa=0.42m/s2 2。答案答案: :（1 1）B B （2 2）C C （3 3）0.42 0.42 DEEFFGABBCCD2ssssssa9t，熱點(diǎn)熱點(diǎn) 2 2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與誤差分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

18、與誤差分析 【典例【典例2 2】(2013(2013新課標(biāo)全國(guó)卷新課標(biāo)全國(guó)卷)圖甲為測(cè)量物塊與水平桌圖甲為測(cè)量物塊與水平桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。實(shí)驗(yàn)步驟如下面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。實(shí)驗(yàn)步驟如下: :用天平測(cè)量物塊和遮光片的總質(zhì)量用天平測(cè)量物塊和遮光片的總質(zhì)量M M、重物的質(zhì)量、重物的質(zhì)量m;m;用游標(biāo)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度卡尺測(cè)量遮光片的寬度d;d;用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T之間的距離用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T之間的距離s;s;調(diào)整輕滑輪調(diào)整輕滑輪, ,使細(xì)線水平使細(xì)線水平; ;讓物塊從光電門讓物塊從光電門A A的左側(cè)由靜止釋放的左側(cè)由靜止釋放, ,用數(shù)字毫秒計(jì)分別測(cè)出用數(shù)字毫秒計(jì)分

19、別測(cè)出遮光片經(jīng)過光電門遮光片經(jīng)過光電門A A和光電門和光電門B B所用的時(shí)間所用的時(shí)間ttA A和和ttB B, ,求出加速求出加速度度a;a;多次重復(fù)步驟多次重復(fù)步驟, ,求求a a的平均值的平均值 ; ;根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動(dòng)摩擦因數(shù)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動(dòng)摩擦因數(shù)。a回答下列問題回答下列問題: :(1)(1)測(cè)量測(cè)量d d時(shí)時(shí), ,某次游標(biāo)卡尺某次游標(biāo)卡尺( (主尺的最小分度為主尺的最小分度為1mm)1mm)的示數(shù)如圖的示數(shù)如圖乙所示乙所示, ,其讀數(shù)為其讀數(shù)為cmcm。(2)(2)物塊的加速度物塊的加速度a a可用可用d d、s s、ttA A和和ttB B表示為表示為a=a= 。(3)

20、(3)動(dòng)摩擦因數(shù)動(dòng)摩擦因數(shù)可用可用M M、m m、 和重力加速度和重力加速度g g表示為表示為= 。(4)(4)如果細(xì)線沒有調(diào)整到水平如果細(xì)線沒有調(diào)整到水平, ,由此引起的誤差屬于由此引起的誤差屬于( (選選填填“偶然誤差偶然誤差”或或“系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差”) )。a【標(biāo)準(zhǔn)解答【標(biāo)準(zhǔn)解答】(1)20(1)20分度游標(biāo)卡尺的精確度為分度游標(biāo)卡尺的精確度為0.05 mm0.05 mm，主尺讀，主尺讀數(shù)數(shù)0.9 cm0.9 cm，游標(biāo)尺讀數(shù)，游標(biāo)尺讀數(shù)=12=120.005 cm=0.060 cm0.005 cm=0.060 cm，所以游標(biāo)卡，所以游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為尺的讀數(shù)為0.960 cm0.960

21、cm。(2)(2)遮光片經(jīng)過光電門遮光片經(jīng)過光電門A A和和B B的平均速度分別表示的平均速度分別表示A A、B B位置的瞬位置的瞬時(shí)速度，時(shí)速度，又由速度位移公式得：又由速度位移公式得：ABABddvvtt，2222BABAvv1dda()() 2s2stt。(3)(3)對(duì)遮光片、物塊和重物由牛頓第二定律得：對(duì)遮光片、物塊和重物由牛頓第二定律得： 即即所以所以(4)(4)如果細(xì)線沒有調(diào)整到水平，由此引起的誤差是實(shí)驗(yàn)原理不如果細(xì)線沒有調(diào)整到水平，由此引起的誤差是實(shí)驗(yàn)原理不完善引起的系統(tǒng)誤差。完善引起的系統(tǒng)誤差。FMgMamgFma，mgMgMm a，mgMm aMg 。答案：答案：(1)0.9

22、60 (2)(1)0.960 (2)(3) (4)(3) (4)系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差22BA1dd()() 2sttmgMm aMg1.(20141.(2014福州模擬福州模擬) )在在“探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)中, ,以下操作正確的是以下操作正確的是( () )A.A.平衡摩擦力時(shí)平衡摩擦力時(shí), ,應(yīng)將重物用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上應(yīng)將重物用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上B.B.平衡摩擦力時(shí)平衡摩擦力時(shí), ,應(yīng)將紙帶連接在小車上并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)將紙帶連接在小車上并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C.C.連接重物和小車的細(xì)繩可以不跟長(zhǎng)木板平行連接重物和小車的細(xì)繩可

23、以不跟長(zhǎng)木板平行D.D.實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí), ,應(yīng)先放開小車應(yīng)先放開小車, ,后接通電源后接通電源【解析【解析】選選B B。平衡摩擦力時(shí)。平衡摩擦力時(shí), ,應(yīng)將紙帶連接在小車上并穿過打應(yīng)將紙帶連接在小車上并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器點(diǎn)計(jì)時(shí)器, ,使小車的重力沿斜面向下的分力與小車運(yùn)動(dòng)所受摩使小車的重力沿斜面向下的分力與小車運(yùn)動(dòng)所受摩擦力平衡擦力平衡, ,不能將重物系在小車上不能將重物系在小車上,A,A錯(cuò)誤錯(cuò)誤,B,B正確正確; ;連接重物和小連接重物和小車的細(xì)繩應(yīng)跟長(zhǎng)木板平行車的細(xì)繩應(yīng)跟長(zhǎng)木板平行,C,C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí), ,應(yīng)先接通電源應(yīng)先接通電源, ,待打待打點(diǎn)穩(wěn)定后點(diǎn)穩(wěn)定后, ,放開小車放開小車

24、,D,D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。2.2.在在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中備有下列器材：的實(shí)驗(yàn)中備有下列器材：A.A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；B.B.天平天平( (帶砝碼帶砝碼) )；C.C.秒表；秒表；D.D.低壓直流電低壓直流電源；源；E.E.紙帶和復(fù)寫紙；紙帶和復(fù)寫紙；F.F.導(dǎo)線；導(dǎo)線；G.G.細(xì)繩；細(xì)繩；H.H.小車；小車；I.I.砂和小桶；砂和小桶；J.J.一端附有滑輪的長(zhǎng)木板；一端附有滑輪的長(zhǎng)木板；K.K.砝碼。砝碼。（1 1）其中多余的器材是）其中多余的器材是_(_(填代號(hào)填代號(hào)) )，缺少的器材是，缺少的器材是_和和_。（2 2）在探究加速度）在

25、探究加速度a a與質(zhì)量與質(zhì)量m m的關(guān)系時(shí)，分別以的關(guān)系時(shí)，分別以_為縱坐為縱坐標(biāo)、標(biāo)、_為橫坐標(biāo)作圖像，這樣就能直觀地看出其關(guān)系。為橫坐標(biāo)作圖像，這樣就能直觀地看出其關(guān)系?！窘馕觥窘馕觥浚? 1）實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是在質(zhì)量一定時(shí)）實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是在質(zhì)量一定時(shí), ,根據(jù)不同力作用下根據(jù)不同力作用下打出的紙帶打出的紙帶, ,求出加速度；在力一定時(shí)求出加速度；在力一定時(shí), ,根據(jù)在不同質(zhì)量條件下根據(jù)在不同質(zhì)量條件下打出的紙帶打出的紙帶, ,求出加速度。故只要明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作原理和求出加速度。故只要明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作原理和實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟, ,則可判斷多余的器材是則可判斷多余的器材是C C、D D；缺少的器材

26、是低壓交；缺少的器材是低壓交流電源和刻度尺。流電源和刻度尺。（2 2）探究加速度）探究加速度a a與質(zhì)量與質(zhì)量m m的關(guān)系時(shí)，以的關(guān)系時(shí)，以a a為縱坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，以 為橫為橫坐標(biāo)坐標(biāo), ,作出的圖像為經(jīng)過原點(diǎn)的傾斜直線，這樣很容易看出它作出的圖像為經(jīng)過原點(diǎn)的傾斜直線，這樣很容易看出它們的關(guān)系。們的關(guān)系。答案答案: :（1 1）C C、D D 低壓交流電源低壓交流電源 刻度尺刻度尺 （2 2）a a 1m1m3.3.甲、乙兩個(gè)同學(xué)共同做甲、乙兩個(gè)同學(xué)共同做“驗(yàn)證牛頓第二定律驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)，裝置的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示。如圖所示。（1 1）兩位同學(xué)用砝碼盤（連同砝碼）的重力作為小車受到

27、的）兩位同學(xué)用砝碼盤（連同砝碼）的重力作為小車受到的合力，需要平衡桌面的摩擦力對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的影響，將長(zhǎng)木板的合力，需要平衡桌面的摩擦力對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的影響，將長(zhǎng)木板的一端適當(dāng)墊高，在不掛砝碼盤的情況下，輕推小車，能使小車一端適當(dāng)墊高，在不掛砝碼盤的情況下，輕推小車，能使小車做做_運(yùn)動(dòng)。另外，還應(yīng)滿足砝碼盤（連同砝碼）的質(zhì)量運(yùn)動(dòng)。另外，還應(yīng)滿足砝碼盤（連同砝碼）的質(zhì)量m_m_（選填（選填“遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于”“”“遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于”或或“近似等于近似等于”）小車）小車的質(zhì)量的質(zhì)量M M。接下來，甲同學(xué)在保持小車質(zhì)量不變的條件下，研究加速度與接下來，甲同學(xué)在保持小車質(zhì)量不變的條件下，研究加速度與合力的關(guān)系；乙同學(xué)

28、在保持合力不變的條件下，研究小車的加合力的關(guān)系；乙同學(xué)在保持合力不變的條件下，研究小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系。速度與質(zhì)量的關(guān)系。（2 2）甲同學(xué)通過對(duì)小車所牽引紙帶的測(cè)量，就能得出小車的）甲同學(xué)通過對(duì)小車所牽引紙帶的測(cè)量，就能得出小車的加速度加速度a a。圖中是某次實(shí)驗(yàn)所打出的一條紙帶，在紙帶上標(biāo)出。圖中是某次實(shí)驗(yàn)所打出的一條紙帶，在紙帶上標(biāo)出了了5 5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4 4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，圖個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，圖中數(shù)據(jù)的單位是中數(shù)據(jù)的單位是cmcm。實(shí)驗(yàn)中使用的電源是頻率實(shí)驗(yàn)中使用的電源是頻率f=50Hzf=50Hz的交變電流。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，的交變電

29、流。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以算出小車的加速度可以算出小車的加速度a=_m/sa=_m/s2 2。（結(jié)果保留三位有效數(shù)。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）字）【解析【解析】（1 1）平衡摩擦力時(shí)，將長(zhǎng)木板一端適當(dāng)墊高，在不）平衡摩擦力時(shí)，將長(zhǎng)木板一端適當(dāng)墊高，在不掛砝碼盤的情況下，輕推小車，如果小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，表掛砝碼盤的情況下，輕推小車，如果小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，表明小車處于平衡狀態(tài)，摩擦力已經(jīng)平衡。明小車處于平衡狀態(tài)，摩擦力已經(jīng)平衡。由實(shí)驗(yàn)原理由實(shí)驗(yàn)原理mg=Mamg=Ma，得，得 而實(shí)際上而實(shí)際上 故只有滿故只有滿足砝碼盤（連同砝碼）的質(zhì)量足砝碼盤（連同砝碼）的質(zhì)量m m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

30、M M時(shí)，時(shí)，aa近近似等于似等于a a，誤差較小。，誤差較小。（2 2）由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得）由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得答案：答案：（1 1）勻速直線）勻速直線 遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于 （2 2）0.3430.343mgaM，mgaMm ，222314222ssss17.478.058.05a10 m/s0.343m/s4T4 0.1（） （）（）。4.4.為了探究受到空氣阻力時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，為了探究受到空氣阻力時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，某同學(xué)采用了某同學(xué)采用了“加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝的實(shí)驗(yàn)裝置（如圖所示）。實(shí)驗(yàn)時(shí)，平衡小

31、車與木板之間的摩擦力后，置（如圖所示）。實(shí)驗(yàn)時(shí)，平衡小車與木板之間的摩擦力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的阻力。在小車上安裝一薄板，以增大空氣對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的阻力。（1 1）往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車）往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車_（選填（選填“之前之前”或或“之后之后”）接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，在紙帶上打出）接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)。一系列的點(diǎn)。（2 2）從紙帶上選取若干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)）從紙帶上選取若干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間t t與速度與速度v v的數(shù)據(jù)如下表：的數(shù)據(jù)如下表： 請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出小車的請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出

32、小車的v-tv-t圖像。圖像。 （3 3）通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，該同學(xué)認(rèn)為：隨著運(yùn)動(dòng)速度的）通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，該同學(xué)認(rèn)為：隨著運(yùn)動(dòng)速度的增加，小車所受的空氣阻力將變大，你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)?jiān)黾?，小車所受的空氣阻力將變大，你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)根據(jù)根據(jù)v-tv-t圖像簡(jiǎn)要闡述理由。圖像簡(jiǎn)要闡述理由?！窘馕觥窘馕觥浚? 1）在進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求釋放小車之前接通打點(diǎn)）在進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求釋放小車之前接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源。計(jì)時(shí)器的電源。（2 2）根據(jù)所給數(shù)據(jù)在所給圖像中準(zhǔn)確描點(diǎn)，圖像如圖所示。）根據(jù)所給數(shù)據(jù)在所給圖像中準(zhǔn)確描點(diǎn)，圖像如圖所示。（3 3）由圖像可知，速度越大時(shí)，其圖像斜率越來越小，

33、即加）由圖像可知，速度越大時(shí)，其圖像斜率越來越小，即加速度越來越小，可知小車受到的合力越小，則小車受空氣阻力速度越來越小，可知小車受到的合力越小，則小車受空氣阻力越大。越大。答案：答案：（1 1）之前）之前 （2 2）v-tv-t圖像見解析圖像見解析 （3 3）見解析）見解析5.(20135.(2013天津高考改編天津高考改編) )某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示的裝置探究加速某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。度與力、質(zhì)量的關(guān)系。(1)(1)下列做法正確的是下列做法正確的是( () )A.A.調(diào)節(jié)滑輪的高度調(diào)節(jié)滑輪的高度, ,使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行

34、B.B.在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí), ,將裝有砝將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上C.C.實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí), ,先放開木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源先放開木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D.D.通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí), ,需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度度(2)(2)為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力動(dòng)時(shí)受到的拉力, ,應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總

35、質(zhì)量木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量。木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量。( (選填選填“遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于”或或“近似等于近似等于”) )(3)(3)甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室, ,各取一套各取一套圖示的裝置放在水平桌面上圖示的裝置放在水平桌面上, ,木塊上均不木塊上均不放砝碼放砝碼, ,在沒有平衡摩擦力的情況下在沒有平衡摩擦力的情況下, ,研究研究加速度加速度a a與拉力與拉力F F的關(guān)系的關(guān)系, ,分別得到圖中甲、分別得到圖中甲、乙兩條直線乙兩條直線, ,設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為為m m甲甲、m m乙乙, ,甲、乙用的木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為甲、乙用的木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為甲甲、乙乙, ,由圖可知由圖可知,m,m甲甲m