3.2 验证牛顿运动定律 课件-2021-2022学年高一上学期物理教科版必修1

实 验 验证牛顿运动定律 一、实验基础过关 实验目的 1．验证牛顿第二定律：加速度与力、质量的关系。 2．学会用控制变量法研究物理规律。 3．掌握利用图像处理数据的方法。 实验器材 打点计时器、交流电源、导线、附有定滑轮的长木板、 小车、纸带、细绳、砝码、小盘、 、 、毫米刻度尺 垫块 天平 实验原理 控制变量法：在所研究的问题中，有两个以上的参量在发生牵连变化时，可以控制某个或某些量不变，只研究其中两个量之间的变化关系的方法，这也是物理学中研究问题时经常采用的方法。 本实验中，研究的参量为F、m和a， 控制参量m一定，研究a与F的关系， 控制参量F一定，研究a与m的关系。 数据处理：探究加速度与力的关系 数据处理：探究加速度与质量的关系 (3)当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，图线将____（填选项前的字母）。 A．偏向纵轴 B．保持原方向不变 C．偏向横轴 (4)图丙为上述实验中打下的一条纸带，A、B、C、D、E为选出的五个计数点，每相邻两点间还有四个计时点未画出，测得 ，打点计时器的频率为f，则小车的加速度表达式为a= ____（用f、表示） 注意事项 1．平衡摩擦力时，调节长木板形成一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力。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，并要让小车拖着纸带运动。 2．每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘及盘内砝码总质量的条件下打出。只有如此，小盘及盘内砝码重力才可视为小车受到的拉力。 3．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。 4．作图像时，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。 5．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。 二、基础考查 某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。 (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 木板保持平行 B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上 C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源 D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度 √ √ (2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量。(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”) 远小于 (3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙。(选填“大于”“小于”或“等于”) 小于 大于 三、创新考查 实验原理的创新 1.利用力传感器可得轻绳 上拉力大小。 2.将探究加速度与合力的 关系转化为探究加速度与 力传感器的示数的关系。 实验器材的创新 利用位移传感器与计算机相连， 直接得出小车的加速度。 1.用光电门代替打点 计时器，结合遮光条 的宽度可测滑块的速 度。 2.利用气垫导轨代替长木板，无需平衡摩擦力。 3.由力传感器测滑块受到的拉力，无需满足m≪M。 实验过程的创新 1.结合光电门得出物块在A、B两点的速度，由vB2－vA2＝2ax得出物块的加速度。 2.结合牛顿第二定律mg－μMg＝(M＋m)a得出物块与水平桌面间的动摩擦因数。 作业： 1、完成：活页第2节（P61） 2、纠错：导学案（P7475） 3、自主复习 $