第3章实验4 验证牛顿运动定律课件-2021高考物理【导学教程】一轮总复习（人教通用版）(共52张PPT)

第三章 牛顿运动定律 高考总复习·物理 菜 单 实验四　验证牛顿运动定律 第三章 牛顿运动定律 高考总复习·物理 菜 单 一、实验目的 1.学会用控制变量法研究物理规律。 2.探究加速度与力、质量的关系。 3.掌握利用图象处理数据的方法。 课前预习·落实基础 第三章 牛顿运动定律 高考总复习·物理 菜 单 二、实验原理 采取控制变量法，即先控制小车的质量M不变，探究加速度a与力F的关系；再控制小盘和砝码的质量不变，即力不变，探究加速度a与小车质量M的关系。 第三章 牛顿运动定律 高考总复习·物理 菜 单 三、实验器材 小车，砝码，小盘，细绳，附有定滑轮的长木板，薄木块，打点计时器，低压交流电源，导线，纸带，复写纸，托盘天平，米尺。 谨记部分器材用途 薄木块 前后移动，平衡小车受到的摩擦力 砝码 改变小车所受拉力的大小 第三章 牛顿运动定律 高考总复习·物理 菜 单 四、实验步骤 1.称量质量 用天平测小盘的质量m0和小车的质量M0。 2.安装器材 按照实验原理图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即无小车牵引力)。 3.平衡摩擦力 在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，反复移动薄木块的位置，直至小车在不挂小盘和砝码的情况下能沿木板做匀速直线运动为止。 第三章 牛顿运动定律 高考总复习·物理 菜 单 4.测量加速度 (1)保持小车的质量不变：把小车靠近打点计时器，挂上小盘和砝码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带。计算小盘和砝码所受的重力，即为小车所受的合力，由纸带计算出小车的加速度，并把力和对应的加速度填入表(一)中。改变小盘内砝码的个数，并多做几次实验。 第三章 牛顿运动定律 高考总复习·物理 菜 单 (2)保持小盘内的砝码个数不变：在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上运动打出纸带。计算车上砝码和小车的总质量M，并由纸带计算出小车对应的加速度，并将所对应的质量和加速度填入表(二)中。改变小车上砝码的个数，并多做几次实验。 第三章 牛顿运动定律 高考总复习·物理 菜 单 表(一) 实验次数 加速度a/(m·s－2) 小车受力F/N 1 2 3 4 第三章 牛顿运动定律 高考总复习·物理 菜 单 (2)由整体法和隔离法得到细绳中的拉力F＝Ma＝M＝mg，可见，当砝码桶和桶内砝码的总质量m远小于木块和木块上砝码的总质量M时，可得F≈mg。 (3)不平衡摩擦力，则F－μmg＝ma，a＝－μg，图象的斜率大的木块的质量小，纵轴截距绝对值大的动摩擦因数大，因此m甲＜m乙，μ甲＞μ乙。 第三章 牛顿运动定律 高考总复习·物理 菜 单 五、数据处理 1.计算加速度 在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度。 第三章 牛顿运动定律 高考总复习·物理 菜 单 (3)同学甲根据实验数据画出如图(b)所示a－图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为________ kg。(g取10 m/s2) (4)同学乙根据实验数据画出了图Ⅳ－4，从图线可知乙同学操作过程中可能_______________________ _____________________________________________。 第三章 牛顿运动定律 高考总复习·物理 菜 单 [解析]　(1)本题要测量小车的质量，则需要天平，所以还缺少的一件器材是天平。 (2)根据逐差法得x4－x2＝2aT2，解得a＝。 (3)根据牛顿第二定律可知，a＝，则F即为a－图象的斜率，所以砂和砂桶的总重力m′g＝F＝ N＝0.2 N，解得m′＝0.02 kg。 第三章 牛顿运动定律 高考总复习·物理 菜 单 本实验用小盘和砝码所受的总重力mg代替对小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码所受的总重力。小盘和砝码的总质量远小于小车的质量，由此引起的误差就较小。 2.摩擦力平衡不准确、质量的测量、打点计时器打点时间间隔不等、纸带上各点距离的测量、细绳或纸带不与木板平行等都会引起误差。 第三章 牛顿运动定律 高考总复习·物理 菜 单 七、注意事项 1.平衡摩擦力 在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着纸带匀速运动。平衡了摩擦力后，不论实验中是改变小盘和砝码的总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。 第三章 牛顿运动定律 高考总复习·物理 菜 单 2.实验条件 每条纸带都必须在满足小车的质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出。只有如此，小盘