4.2.2 验证牛顿第二定律 课件-2024-2025学年高一上学期物理沪科版（2020）必修第一册

1 第四章 牛顿运动定律 邹老师 4.2.2 验证牛顿第二定律 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 进实验室前：预习实验手册（p36） 实验中/后：完成实验手册p39、p40 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 实验名称 探究加速度（）与物体受力（）、物体质量（）的关系 实验方法 控制变量法 ①保持M不变：确定a与F之间的关系 ②保持F不变：确定a与M之间的关系 实验装置 小车 带滑轮的导轨 细绳 钩码 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 研究对象：小车 需要收集的数据 小车的加速度a 小车的质量M 小车所受合外力F 天平 沿轨道方向的合力 光电门 DIS显示V-t图像 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 研究对象：小车 M m 问题1：轨道水平时，细绳拉力是否等于小车所受合外力？ 答：不等于 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 研究对象：小车 M m 问题1：轨道水平时，细绳拉力是否等于小车所受合外力？ 答：不等于 为了使细绳拉力等于小车合外力，适当倾斜轨道 M m 当 细绳拉力等于小车合外力 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 研究对象：小车 M m 问题1：轨道水平时，细绳拉力是否等于小车所受合外力？ 答：不等于 为了使细绳拉力等于小车合外力，适当倾斜轨道 M m 当 细绳拉力等于小车合外力 问题2：如何保证适当倾斜？ 调节倾斜程度时，不挂钩码的情况下，轻推小车，使DIS的v-t图像显示为水平直线（匀速） 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 研究对象：小车 问题3：轨道适当倾斜时，细绳拉力是否等于砝码重力？ M m 对小车： 对钩码： 联立得： 要点总结 研究对象：小车 M m 实验中，满足以上两个条件，我们将钩码重力近似看作小车所受合外力 小车所受合外力 细绳拉力 条件1：适当倾斜轨道，平衡摩擦力 钩码重力 条件2：钩码质量远小于小车质量 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 研究对象：小车 需要收集的数据 小车的加速度 小车的质量M 小车所受合外力F 天平 钩码重力 光电门 DIS显示V-t图像 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 数据处理 ①绘制图像 M m 控制M不变，改变F,测量a 小车 钩码 m m 控制F不变，改变M，测量a 小车 钩码 M m 配重片 配重片 ②绘制 图像 思考题 为什么我们选择绘制图像 而不绘制图像？ 无法确定a、M的关系 图像是过原点的直线，说明和成反比 误差分析 一、图像不过原点 ①轨道倾斜角度刚刚好，重力的分力平衡摩擦力 1. 图像 ① ② ③ ②平衡摩擦力过度，角度θ过大 M m ③平衡摩擦力不足，角度θ过小 误差分析 一、图像不过原点 2. 图像 ① ② ③ M m ①轨道倾斜角度刚刚好，重力的分力平衡摩擦力 ②平衡摩擦力过度，角度θ过大 ③平衡摩擦力不足，角度θ过小 误差分析 二、图像弯曲 M m 对小车： 对小车： 对钩码： 1. 图像 若图像弯曲，一定向下弯曲 理想值 实际值 误差分析 二、图像弯曲 M m 1. 图像 这就是为什么要使小车质量尽可能远大于钩码质量 (1)当 若图像弯曲，一定向下弯曲，弯曲程度增大 (2)当不满足 不变，越大， 越大 误差分析 二、图像弯曲 M m 对小车： 对小车： 对钩码： 若图像弯曲，一定向下弯曲 2. 图像 理想值 实际值 误差分析 二、图像弯曲 M m 这就是为什么要使小车质量尽可能远大于钩码质量 (1)当 2. 图像 若图像弯曲，一定向下弯曲，弯曲程度增大 (2)当不满足 不变(不变），越小， 越大 19 20 $$