专题三 实验四：验证牛顿运动定律—2021届高三物理一轮高考总复习课件(共33张PPT)

实验四：验证牛顿运动定律 一、基本原理与操作 二、注意事项 1.在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细线系在小车上， 即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动. 2.整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码 质量，还是改变小车和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦 力. 3.必须满足小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘和砝 码的总质量.只有如此，小盘和砝码的重力才可视为小车受到的 拉力. 4.改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打 点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达滑 轮前按住小车. 5.作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线 上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧. 6.作图时两轴标度比例要选择适当.各量须采用国际单位. 这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些. 7.为提高测量精度，可以采取下列措施： (1)应舍掉纸带上开头比较密集的点，在后边便于测量的点 找一个起点. (2)可以把每打五次点的时间作为时间单位，即从开始点 起，每隔四个点标出一个计数点，而相邻计数点间的时间间隔 为 T＝0.1 s. 三、误差分析 1.测量误差 质量的测量误差，纸带上打点计时器打点间隔距离的测量 误差，细线或纸带不与木板平行等会造成误差. 2.系统误差 本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力(实 际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的重力)，存在系统误差. 小盘和砝码的总质量越接近小车和砝码的质量，误差就越大； 小盘和砝码的总质量越小于小车和砝码的质量，误差就越小. 3.平衡摩擦力不准造成误差 在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的都跟正式实验 一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，匀速运动的标志是 打点计时器打出的纸带上各点的距离相等. 【基础自测】 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中： (1)(多选)关于小车所受的合力，下列叙述中正确的是( ) A.小车所受合力就是所挂吊盘和砝码的重力 B.小车所受合力的大小等于吊盘和砝码通过细绳对小车所 施加的拉力 C.只有平衡摩擦力后，小车所受合力才等于细绳对小车的 拉力 D.只有平衡摩擦力后，且小车的质量 M 远大于吊盘与砝码 的总质量 m 时，小车所受合力才可以认为等于吊盘和砝码的重 力 (2)(多选)下列关于实验的思路和数据分析，正确的是( ) A.实验的基本思想是：保持物体的质量不变，测量物体在 不同力作用下的加速度，分析加速度与力的关系 B.实验的基本思想是：保持物体所受力相同，测量质量不 同的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系 C.在处理实验数据时，以 a 为纵坐标，F 为横坐标，根据 数据在坐标系中描点，若这些点在一条过原点的直线上，说明 a 与 F 成正比 D.在处理实验数据时，以 a 为纵坐标，m 为横坐标，根据 数据在坐标系中描点，若这些点在一条过原点的直线上，说明 a 与 m 成正比 解析：吊盘和砝码的重力不可以说成是小车所受的合力， 故 A 错误；由于小车下滑必受摩擦力作用，平衡摩擦力实际是 小车重力的下滑分力抵消摩擦力，此时小车所受合力等于细绳 的拉力，故 B 错误，C 正确；因为吊盘与砝码拉动小车共同加 速运动，细绳对小车的拉力并不等于吊盘与砝码的重力.可以证 明只有当小车质量 M 远远大于吊盘与砝码质量 m 时，细绳中的 拉力才可以近似等于吊盘与砝码的重力，故 D 正确. 答案：(1)CD (2)ABC 考点 1 实验原理与实验步骤 【典题 1】在“探究加速度与力、质量的关系”实验中， 采用如图 S4-1 所示的装置进行实验： 图 S4-1 (1)实验中，需要在木板的右端垫上一个小木块，其目的是： _____________________________________________________. (2)实验中，已知测出小车的质量为 M，砝码(包括砝码盘) 的总质量为 m，若要将砝码(包括砝码盘)的总重力大小作为小车 所受拉力 F 的大小，这样做的前提条件是__________________ _____________________________________________________. (3)在实验操作中，下列说法正确的是________(填序号). A.求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘和砝码的质 求出 量M′和m′，以及小车质量M，直接用公式a＝g B.实验时，应先接通打点计时器的电源，再放开小车 C.每改变一次小车的质量，都需要改变垫入的小木块的厚 度 D.先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持 小车受力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度 与力