【步步高】高考物理大一輪復(fù)習(xí) 驗(yàn)證牛頓第二定律課件

實(shí)驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)四本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)器材數(shù)據(jù)處理注意事項(xiàng)基礎(chǔ)再現(xiàn)·深度思考本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)四【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律．2．驗(yàn)證牛頓第二定律．3．掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法．基礎(chǔ)再現(xiàn)·深度思考本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)四【實(shí)驗(yàn)原理】探究加速度a與力F及質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用的基本方法是控制變量法，即先控制一個(gè)參量——小車的質(zhì)量m不變，討論加速度a與力F的關(guān)系，再控制小盤和砝碼的質(zhì)量不變，即力F不變，改變小車質(zhì)量m，討論加速度a與m的關(guān)系．基礎(chǔ)再現(xiàn)·深度思考本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)四【實(shí)驗(yàn)器材】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、小盤、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平、刻度尺、砝碼．基礎(chǔ)再現(xiàn)·深度思考本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)四【實(shí)驗(yàn)步驟】1．用天平測(cè)出小車和盛有砝碼的小盤的質(zhì)量m和m′.2．安裝實(shí)驗(yàn)器材(如圖1所示)．3．平衡摩擦力．4．小盤繞過(guò)滑輪系于小車上，先通電源后放開小車，取下紙帶編號(hào)碼．5．保持小車的質(zhì)量m不變，改變砝碼和小盤的質(zhì)量m′，重復(fù)步驟4.6．在每條紙帶上選取一段比較理想的部分測(cè)加速度a.圖1基礎(chǔ)再現(xiàn)·深度思考本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)四7．作a－F的圖象，描點(diǎn)作圖，若這些點(diǎn)在一條直線上，證明了加速度與力成正比．8．保持砝碼和小盤的質(zhì)量m′不變，改變小車質(zhì)量m，重復(fù)步驟4和6，作a－圖象，若圖象為一直線，則證明加速度與質(zhì)量成反比．【加速度與力】【加速度與質(zhì)量】基礎(chǔ)再現(xiàn)·深度思考本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)四【數(shù)據(jù)處理】1．探究加速度與力的關(guān)系以加速度a為縱坐標(biāo)，以F為橫坐標(biāo)，根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)描點(diǎn)，然后作出圖象，看圖象是否是通過(guò)原點(diǎn)的直線，就能判斷a與F是否成正比．基礎(chǔ)再現(xiàn)·深度思考本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)四2．探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系以a為縱坐標(biāo)、m為橫坐標(biāo)，根據(jù)各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，將會(huì)得到如圖2甲所示的一條曲線．由圖線只能看出m增大時(shí)a減小，但a與m具體是什么關(guān)系，不能得出．若以a為縱坐標(biāo)，1/m為橫坐標(biāo)，將會(huì)得到如圖乙所示的一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，據(jù)此可判斷a與m成反比．

圖2基礎(chǔ)再現(xiàn)·深度思考本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)四【注意事項(xiàng)】1．平衡摩擦力：一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是調(diào)出一個(gè)合適的斜面，使小車的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車受的摩擦阻力．在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤的細(xì)線系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動(dòng)．2．不重復(fù)平衡摩擦力：實(shí)驗(yàn)步驟2、3不需要重復(fù)，即整個(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)量還是改變小車的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力．3．實(shí)驗(yàn)條件：每條紙帶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受到的拉力．4．一先一后：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，再釋放小車．基礎(chǔ)再現(xiàn)·深度思考本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)四【例1】某實(shí)驗(yàn)小組組在“探究究加速度與與物體受力力的關(guān)系””實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)計(jì)出如下的的實(shí)驗(yàn)方案案，其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝置如圖圖3所示．已知小小車質(zhì)量M＝214.6g，砝碼盤質(zhì)質(zhì)量m0＝7.8g，所使用的打打點(diǎn)計(jì)時(shí)器器交流電頻頻率f＝50Hz.其實(shí)驗(yàn)步驟驟是：A．按圖中所所示安裝好好實(shí)驗(yàn)裝置置；B．調(diào)節(jié)長(zhǎng)木木板的傾角角，輕推小小車后，使使小車能沿沿長(zhǎng)木板向下做勻勻速運(yùn)動(dòng)；；C．取下細(xì)繩繩和砝碼盤盤，記下砝砝碼盤中砝砝碼的質(zhì)量量m；D．先接通電電源，再放放開小車，，打出一條條紙帶，由由紙帶求得得小車的加加速度a；E．重新掛上上細(xì)繩和砝砝碼盤，改變砝碼盤盤中砝碼的的質(zhì)量，重復(fù)B－D步驟，求得得小車在不同合外力力F作用下的加加速度．圖3課堂探究·突破考點(diǎn)本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)四回答下列問(wèn)問(wèn)題：(1)按上述方案案做實(shí)驗(yàn)，，是否要求求砝碼和砝砝碼盤的總總質(zhì)量遠(yuǎn)小小于小車的的質(zhì)量？________(填“是”或或“否”)．(2)實(shí)驗(yàn)中打出出的其中一一條紙帶如如圖4所示，由該該紙帶可求求得小車的的加速度a＝________m/s2.(3)某同學(xué)將有有關(guān)測(cè)量數(shù)數(shù)據(jù)填入他他所設(shè)計(jì)的的表格中，，如下表，，次數(shù)12345砝碼盤中砝碼的重力F/N0.100.200.290.390.49小車的加速度a/(m·s－2)0.881.441.842.382.89否0.88圖4課堂探究·突破考點(diǎn)本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)四他根據(jù)表中中的數(shù)據(jù)畫畫出a－F圖象象(如圖圖5)．造造成成圖圖線線不不過(guò)過(guò)坐坐標(biāo)標(biāo)原原點(diǎn)點(diǎn)的的一一條條最最主主要要原原因因是是__________________________________________，從該該圖圖線線延延長(zhǎng)長(zhǎng)線線與與橫橫軸軸的的交交點(diǎn)點(diǎn)可可求求出出的的物物理理量量是是______________,其大大小小為為______．圖5在計(jì)計(jì)算算小小車車所所受受的的合合外外力力時(shí)時(shí)未未計(jì)計(jì)入入砝砝碼碼盤盤的的重重力力砝碼碼盤盤的的重重力力0.08N課堂堂探探究究·突破破考考點(diǎn)點(diǎn)本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)四四【例2】】某實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)小小組組利利用用如如圖圖6所示示的的實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝裝置置來(lái)來(lái)探探究究當(dāng)當(dāng)合合外外力力一一定定時(shí)時(shí)，，物物體體運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的的加加速速度度與與其其質(zhì)質(zhì)量量之之間間的的關(guān)關(guān)系系．．(1)由圖圖中中刻刻度度尺尺讀讀出出兩兩個(gè)個(gè)光光電電門門中中心心之之間間的的距距離離x＝24cm，由由圖圖7中游游標(biāo)標(biāo)卡卡尺尺測(cè)測(cè)得得遮遮光光條條的的寬寬度度d＝______cm.該實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)小小組組在在做做實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)時(shí)時(shí)，，將將滑滑塊塊從從如如圖圖6所示示位位置置由由靜靜止止釋釋放放，，由由數(shù)數(shù)字字計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)器器可可以以讀讀出出遮遮光光條條通通過(guò)過(guò)光光電電門門1的時(shí)間Δt1，遮光條通過(guò)過(guò)光電門2的時(shí)間Δt2，則滑塊經(jīng)過(guò)過(guò)光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度度的表達(dá)式v1＝_____，滑塊經(jīng)過(guò)光光電門2時(shí)的瞬時(shí)速度度的表達(dá)式v2＝_____，則滑塊的加加速度的表達(dá)達(dá)式a＝________.（用字母表示示)圖6圖70.52課堂探究·突破考點(diǎn)本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)四(2)在本次實(shí)驗(yàn)中中，實(shí)驗(yàn)小組組通過(guò)改變滑滑塊質(zhì)量總共共做了6組實(shí)驗(yàn)，得到到如表所示的的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).通過(guò)分析表中中數(shù)據(jù)后，你你得出的結(jié)論論是__________________.m(g)a(m·s－2)2502.023001.653501.334001.255001.008000.63(3)現(xiàn)需通過(guò)圖象象進(jìn)一步驗(yàn)證證你的結(jié)論，，請(qǐng)利用表格格數(shù)據(jù)，在如如圖8所示坐標(biāo)系中中描點(diǎn)作出相相應(yīng)圖象．加速度與質(zhì)量量成反比1234120(Kg-1)1/ma/(m·s-2)3圖8課堂探究·突破考點(diǎn)本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)四3.（2010·山東）某同學(xué)學(xué)設(shè)計(jì)了如圖圖15所示的裝置來(lái)來(lái)探究加速度度與力的關(guān)系系．彈簧秤固固定在一合適適的木板上，，桌面的右邊邊緣固定一支支表面光滑的的鉛筆以代替替定滑輪，細(xì)細(xì)繩的兩端分分別與彈簧秤秤的掛鉤和礦礦泉水瓶連接接．在桌面上上畫出兩條平平行線MN、PQ，并測(cè)出間距距d．開始時(shí)將木木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向向瓶中加水，，直到木板剛剛剛開始運(yùn)動(dòng)動(dòng)為止，記下下彈簧秤的示示數(shù)F0，以此表示滑滑動(dòng)摩擦力的的大?。賹⒛景宸呕卦幉醋?，，繼續(xù)向瓶中中加水后，記記下彈簧秤的的示數(shù)F1，然后釋放木木板，并用秒秒表記下木板板運(yùn)動(dòng)到PQ處的時(shí)間t.①木板的加速度度可以用d、t表示為a＝____；為了減小測(cè)測(cè)量加速度的的偶然誤差可可以采用的方方法是(一種即可)_______________________________________.圖15保持F1不變，重復(fù)實(shí)實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量量，求平均值值隨堂訓(xùn)訓(xùn)練·能力達(dá)達(dá)標(biāo)本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)四四②改變變瓶中中水的的質(zhì)量量重復(fù)復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，確確定加加速度度a與彈簧簧秤示示數(shù)F1的關(guān)系系．下下列圖圖象能能表示示該同同學(xué)實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)結(jié)果的的是（（））c隨堂訓(xùn)訓(xùn)練·能力達(dá)達(dá)標(biāo)本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)四四4.（2010江蘇））為了了探究究受到到空氣氣阻力力時(shí)，，物體體運(yùn)動(dòng)動(dòng)速度度隨時(shí)時(shí)間的的變化化規(guī)律律，某某同學(xué)學(xué)采用用了““加速速度與與物體體質(zhì)量量、物物體受受力關(guān)關(guān)系””的實(shí)實(shí)驗(yàn)裝裝置(如圖16所示)．實(shí)驗(yàn)驗(yàn)時(shí)，，平衡衡小車車與木木板之之間的的摩擦擦力后后，在在小車車上安安裝一一薄板板，以以增大大空氣氣對(duì)小小車運(yùn)運(yùn)動(dòng)的的阻力力．(1)往砝碼碼盤中中加入入一小小砝碼碼，在在釋放放小車車________(選填““之前前”或或“之之后””)接通打打點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)器器的電電源，，在紙紙帶上上打出出一系系列的的點(diǎn)．．圖16之前隨堂訓(xùn)訓(xùn)練·能力達(dá)達(dá)標(biāo)本講欄目開關(guān)實(shí)驗(yàn)四四(2)從紙紙帶帶上上選選取取若若干干計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)進(jìn)行行測(cè)測(cè)時(shí)間t/s00.501.001.502.002.50速度v/(m·s－1)0.120.190.230.260.280.29請(qǐng)根根據(jù)據(jù)實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)在在圖圖17中作作出出小小車車的的v－t圖象象（3）通通過(guò)過(guò)對(duì)對(duì)實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)結(jié)果果的的分分析析該該同同學(xué)學(xué)認(rèn)認(rèn)為為：：隨隨著著運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)速速度度的的增增加加，，小小車車所所受受的的空空氣氣阻阻力力將將變變大