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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,试验四验证牛顿运动定律,1/41,2/41,1,试验原理,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,2,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,试验要求,3/41,3,试验步骤,(1)用天平测量小盘质量,m,0,和小车质量,M,0,.,(2)把试验器材安装好，只是不把悬挂小盘细绳系在小车上(即不给小车牵引力),(3)平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮一端下面垫上一块薄木块，重复移动薄木块位置，直至小车在斜面上运动时能够保持匀速运动状态,4/41,(4)把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘，小盘里放砝码，先接通电源再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点计算小盘和砝码重力，在小盘和砝码质量远小于小车质量条件下，能够认为等于小车所受合外力，由纸带计算出小车加速度,(5)改变小盘内砝码个数，重复步骤(4)，并多做几次,(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),5/41,方法规律,6/41,7/41,8/41,1试验原理了解,(1)平衡木块摩擦力后，细绳拉力即为木块合外力,(2)只有满足砝码桶及桶内砝码总质量远小于木块和木块上砝码总质量时，细绳拉力才近似等于砝码桶及桶内砝码总重力,考点1试验考查,9/41,10/41,例1,某试验小组利用图示装置探究加速度与力、质量关系,11/41,(1)以下做法正确是 _(填字母代号),A调整滑轮高度，使牵引木块细绳与长木板保持平行,B在调整木板倾斜度平衡木块受到滑动摩擦力时，将装有砝码砝码桶经过定滑轮拴在木块上,C试验时，先放开木块再接通打点计时器电源,D经过增减木块上砝码改变质量时，不需要重新调整木板倾斜度,(2)为使砝码桶及桶内砝码总重力在数值上近似等于木块运动时受到拉力，应满足条件是砝码桶及桶内砝码总质量_木块和木块上砝码总质量(填“远大于”“远小于”或“近似等于”),12/41,(3)甲、乙两同学在同一试验室，各取一套图示装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力情况下，研究加速度,a,与拉力,F,关系，分别得到图中甲、乙两条直线设甲、乙用木块质量分别为,m,甲,，,m,乙,，甲、乙用木块与木板间动摩擦因数分别为,甲,，,乙,，由图可知，,m,甲,_,m,乙,，,甲,_,乙,(填“大于”“小于”或“等于”),思绪剖析：,(1)若使细绳拉力等于木块合外力，需要满足什么条件？(2)若砝码重力近似等于细绳拉力，需要满足什么条件？,【答案】,(1)AD(2)远小于(3)小于大于,13/41,14/41,练1,(年武汉模拟),用图甲所表示试验装置验证牛顿第二定律：,(1)某同学经过试验得到如图乙所表示,a,F,图象，造成这一结果原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间倾角_(填,“,偏大,”,或,“,偏小,”,),(2)该同学在平衡摩擦力后进行试验，实际小车在运动过程中所受拉力_砝码和盘总重力(填,“,大于,”“,小于,”,或,“,等于,”,)，为了便于探究、减小误差，应使小车质量,M,与砝码和盘总质量,m,满足_条件,甲乙,15/41,(3)某同学得到如图丙所表示纸带已知打点计时器电源频率为50 Hz.,A,，,B,，,C,，,D,，,E,，,F,，,G,是纸带上7个连续点,s,s,DG,s,AD,_cm.由此可算出小车加速度,a,_m/s,2,(结果保留2位有效数字),【答案】,(1)偏大(2)小于,M,m,(3)1.805.0,丙,16/41,17/41,1,试验中，若用砝码重力代替绳子拉力，需要满足,m,M,.,2,a,F,图象不过原点原因是平衡摩擦没有做好，但仍是直线,3,a,F,图线发生弯曲原因是不满足,m,M,.,18/41,考点2试验拓展与创新,19/41,20/41,例2,如图所表示试验装置能够验证牛顿运动定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子沙桶总质量(包含桶以及桶内沙子质量)记为,m,，小车总质量(包含车、盒子及盒内沙子质量)记为,M,.,21/41,(1)验证在质量不变情况下，加速度与协力成正比从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并统计沙桶总重力,mg,，将该力视为协力,F,，对应加速度,a,则从打下纸带中计算得出屡次改变协力,F,大小，每次都会得到一个对应加速度此次试验中，桶内沙子取自小车中，故系统总质量不变以协力,F,为横轴，以加速度,a,为纵轴，画出,a,F,图象，图象是一条过原点直线,a,F,图象斜率物理意义是：_.,你认为把沙桶总重力,mg,看成协力,F,是否合理？,答：_.(填,“,合理,”,或,“,不合理,”,),此次试验中，是否应该满足,M,m,这么条件？,答：_(填,“,是,”,或,“,否,”,)；理由是_,22/41,(2)验证在协力不变情况下，加速度与质量成反比保持桶内沙子质量,m,不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量关系此次试验中，桶内沙子总质量不变，故系统所受协力不变用图象法处理数据时，以加速度,a,为纵轴，应该以_倒数为横轴,思绪剖析：,将研究对象小车转移为小车与沙桶组成系统进行研究，这与教材上仅仅把小车作为研究对象是不一样,23/41,24/41,练2,某探究学习小组同学要验证,“,牛顿第二定律,”,，他们在试验室组装了一套如图所表示装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘试验首先保持轨道水平，经过调整砝码盘里砝码质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面操作，并在试验中取得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板总质量,M,，平衡摩擦力时砝码和砝码盘总质量,m,0,，挡光板宽度,d,，光电门1和2中心距离,s,.,25/41,26/41,27/41,1,该试验创新点是研究对象改变，即以小车和沙桶组成系统为研究对象，使试验原理愈加完善，减小了系统误差,2因为系统所受协力,F,mg,，所以,a,F,图象为直线，不发生弯曲,28/41,热点题组一试验考查,1,(年东北师大附中月考),某次,“,探究加速度,a,跟物体所受协力,F,和质量,m,关系,”,试验以下,模拟精选 组合专练,甲,乙,29/41,(1)上图甲所表示为试验装置图图乙为某次试验得到一段纸带，计数点,A,，,B,，,C,，,D,，,E,间时间间隔为0.1 s，依据纸带可求出小车加速度大小为_m/s,2,(结果保留2位有效数字),(2)保持小车质量不变，改变沙和沙桶质量，进行屡次测量依据试验数据做出了加速度,a,随拉力,F,改变图线，如图丙所表示图中直线没有经过原点，其主要原因是_,丙,丁,30/41,31/41,【答案】,(1)0.43(2)试验前未平衡摩擦力(或平衡摩擦力不充分),(3)a.看法析图,b图线为一条过原点直线，表明在合外力一定时，加速度跟质量成反比,32/41,33/41,热点题组二试验拓展与创新,2,(年青岛模拟),某试验小组在,“,探究加速度与物体受力关系,”,试验中，设计出以下试验方案，其试验装置如图所表示已知小车质量,M,214.6 g，砝码盘质量,m,0,7.8 g，所使用打点计时器交流电频率,f,50 Hz.其试验步骤是：,34/41,A按图中所表示安装好试验装置；,B调整长木板倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；,C取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码质量,m,；,D将小车置于打点计时器旁，先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车加速度,a,；,E重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复BD步骤，求得小车在不一样合外力,F,作用下加速度,35/41,回答以下问题：,(1)按上述方案做试验，是否要求砝码和砝码盘总质量远小于小车质量？_(填,“,是,”,或,“,否,”,),(2)试验中打出其中一条纸带如图所表示，由该纸带可求得小车加速度,a,_m/s,2,.,36/41,37/41,【答案】,(1)否(2)0.88(3)在计算小车所受合外力时未计入砝码盘重力(只要包括,“,未考虑砝码质量原因,”,就算正确)砝码盘重力0.08 N,38/41,39/41,40/41,41/41,
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