专题14 实验 验证牛顿运动定律-2018-2019学年高一物理上学期同步重难讲练之牛顿运动定律

专题13 实验 验证牛顿运动定律 重难讲练 一、数据处理 1．计算加速度——先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。 2．作图象找关系——根据记录的各组对应的加速度a与小车所受牵引力F，建立直角坐标系，描点画a­F图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，便证明加速度与作用力成正比。再根据记录的各组对应的加速度a与小车和砝码总质量M，建立直角坐标系，描点画a－图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，就证明了加速度与质量成反比。 二、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，且要让小车拖着纸带匀速运动。 2．不重复平衡摩擦力：整个实验平衡了摩擦力后，不管以后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。 3．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，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力。 4．一先一后一按住：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，且应在小车到达定滑轮前按住小车。 5．作图：作图时，两坐标轴的比例要适当，要使尽可能多的点落在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称地分布在所作直线两侧。 题型1 对实验原理及误差分析的考查 【典例1】用图a的装置“探究加速度与力、质量的关系”时有两个“巧妙”的设计，一是要求小车的质量远大于砂和砂桶的质量之和；二是对小车要进行“平衡摩擦力”操作。 回答下列问题： (1)实验要求“小车质量远大于砂和砂桶质量之和”的目的是________。 (2)对小车进行“平衡摩擦力”操作时，下列必须进行的是________(填字母序号)。 A．取下砂和砂桶 B．在空砂桶的牵引下，轻推一下小车，小车能做匀速直线运动 C．小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时，打点计时器的电源应断开 D．把长木板没有定滑轮的一端垫起适当高度 (3)在满足实验条件下，某同学得到了如图b的图线(M为小车和砝码的总质量)，图线在纵轴上截距不为零的原因是______________。 【跟踪训练】 1. 某实验小组的同学用如图所示的装置，探究加速度与力和质量的关系。 (1)为了使小车受到的合外力的大小等于钩码重力的大小，则________。 A．应将图示装置中长木板的右端垫起适当的高度，以平衡摩擦力 B．平衡摩擦力时，图示装置中的钩码不需要取下 C．每次改变小车的质量时，都要重新平衡摩擦力 D．钩码的质量要远小于小车的质量 (2)探究加速度a与所受合外力F的关系时，保持小车质量一定，有两位同学分别做实验，作出的a­F图线如图甲、乙所示。下列分析正确的是________。 [来源:学科网ZXXK] A．甲图图线不通过原点，是因为没有平衡摩擦力 B．甲图图线不通过原点，是因为平衡摩擦力时木板一端垫得过高 C．乙图图线发生弯曲，是因为弯曲部分对应的小车的质量太大 D．乙图图线发生弯曲，是因为弯曲部分对应的钩码质量太大 题型2 实验操作与数据处理 【典例2】为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图所示的实验装置： (1)以下实验操作正确的是(　　) A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动 B.调节滑轮的高度，使细线与木板平行 C.先接通电源，后释放小车 D.实验中小车的加速度越大越好 (2)在实验中得到一条如图所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为T＝ 0.1 s，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09 cm、3.43 cm、3.77 cm、4.10 cm、4.44 cm、4.77 cm，则小车的加速度a＝________m/s2。(结果保留2位有效数字) [来源:学&科&网Z&X&X&K] (3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图所示。图线________是在轨道倾斜情况下得到的(填“①”或“②”)；小车及车中砝码的总质量m＝________kg。 【跟踪训练】 1. 为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M表示(乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮)，钩码总质量用m表示。 INCLUDEPICTURE "E:\\桌面常用\\习题化清单 霍琳娜\\重难讲练+模拟提升之恒定电流\\牛顿运动定律\\一轮物理\\5W235.tif" \* MERGEFORMAT (1)为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法