专题三 实验四 验证牛顿运动定律—2021年高考总复习物理学科配套课件 (共59张PPT)

实验四 验证牛顿运动定律 实验准备 实验目的 控制变量 控制变量 学会用_________法来研究物理规律；探究加速度与力、质 量的关系，进而验证牛顿第二定律. 实验原理 探究加速度 a 与力 F 及质量 M 的关系时，应用的基本方法 是__________法，即先控制一个参量——小车的质量 M 不变， 讨论加速度 a 与力 F 的关系，再控制细沙和沙桶的质量不变， 即力 F 不变，改变小车质量 M，讨论加速度 a 与 M 的关系. 实验器材 打点计时器、纸带及复写纸、小车、一端附有滑轮的长木 板、沙桶、细绳、细沙、交流电源、天平、刻度尺、砝码. 实验过程 实验步骤 沙和沙桶 (1)用天平分别测出小车和_________的质量 M 和 m，把数值 记录下来. (2)按如图 S4-1 所示把实验器材安装好. 图 S4-1 (3)平衡摩擦力：在长木板没有滑轮的一端下面垫上一块薄 木板，反复移动其位置，直至未挂沙桶的小车刚好在斜面上保 持_____________为止. 匀速直线运动 小车的质量 (4)将沙桶通过细绳系在小车上，先接通电源后放开小车， 使小车运动，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带，并在纸 带上标上号码. (5)保持____________不变，改变沙桶中的细沙量，重复步 骤(4)，每次记录必须在相应的纸带上做上标记，列表格将记录 的数据填写在表内. (6)建立坐标系，用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，在 坐标系上描点，画出相应的图线以验证 a 与 F 的关系. (7)保持_________________不变，改变小车的质量(在小车 上增减砝码)，同上述步骤(4)、(5)、(6)的方法一样，重复相应 步骤，验证 a 与 M 的关系. 细沙和沙桶的质量 远大于 实验分析 注意事项 (1) 每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量 ________重物质量的条件下打出.只有如此，重物重力才可视为 小车受到的拉力. (2)改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近 ____________，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. 打点计时器 (3)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的两侧. (4)作图时两坐标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. (5)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，在后边便于测量的地 方找一个起点. ②可以把每打五次点的时间作为单位时间，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. 图象分析 答案：(1)①Msin θ　②mg　　(2)2　 (3)[M(1＋sin θ)＋m]2 甲 乙 图 S4-2 图 S4-3 ①若摩擦力未平衡或平衡不足(θ太小)，则 a0<0，此时 a-F 图象如图 S4-3 甲所示. ②若摩擦力平衡过度(θ太大)，则 a0>0，此时 a-F 图象如图 乙所示. 大于重物质量.(3)根据F＝Ma得a＝，所以滑块运动的加速度 图 S4-4 图 S4-5 答案：(1)8.473 (2) a＝ (3)BD 【基础检测】 (2018 年浙江选考)在“探究加速度与力、质量的关系”的 实验中，两个相同的小车放在光滑水平板上，前段各系一条细 绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放重物.小车 的停和动通过用黑板擦按住小车后的细线和抬起来控制，如图 S4-6 所示.实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做 匀加速直线运动的力. 图 S4-6 图 S4-7 _____________________________________________________. (2)调整好装置后，在某次实验中测得两小车的位移分别是 x1 和 x2，则两车的加速度之比为______________. 答案：(1)拉小车的细绳与木板没有平行，托盘和砝码的总 质量 m 没有远小于小车的质量 M (2)x1∶x2 考点 1 实验原理、步骤及器材的调整 ⊙重点归纳 平衡摩擦力的方法 (1)在平衡摩擦力时，不要把悬挂重物的细线系在小车上， 即不要给小车加任何牵引力.让小车拖着纸带打点运动，调整长 木板的倾角，直到纸带上打点均匀为止. (2)实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变重物质量，还是 改变小车和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力. ⊙典例剖析 例 1：某实验小组利用如图 S4-8 所示的装置探究加速度与 力、质量的关系. 图 S4-8 (1)下列做法正确的是________(填字母代号). A.调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长