驗證牛頓運動定律

01020304備選訓練

課堂互動

試驗熱點突破熱點一教材原型試驗

試驗熱點突破熱點二試驗拓展創新

1/27課堂互動M打點計時器可重復點擊播放！紙帶m

“驗證牛頓第二定律”試驗裝置示意圖2/27課堂互動,

3/27課堂互動,

4/27課堂互動,

5/27課堂互動注意事項1．試驗方法：控制變量法。2．平衡摩擦力：不懸掛小盤，但小車連著紙帶3．不重復：不重復平衡摩擦力。4．試驗條件：M?m。小盤和砝碼總重力才可視為小車受到拉力。5．一先一后一按住：先接通電源，后放小車，且在小車抵達滑輪前按住小車。6．作圖：作圖時兩軸標度百分比要適當，各量須采取國際單位。誤差分析1．因試驗原理不完善引發誤差：本試驗用小盤和砝碼總重力mg代替小車拉力，而實際上小車所受拉力要小于小盤和砝碼總重力。2．摩擦力平衡不準確、質量測量不準確、計數點間距測量不準確、紙帶和細繩不嚴格與木板平行都會引發誤差。6/27題組剖析熱點一教材原型試驗例1為了“探究加速度與力、質量關系”，現提供如圖1所表示試驗裝置：(1)以下試驗操作正確是()A．將木板不帶滑輪一端適當墊高，使小車在砝碼及砝碼盤牽引下恰好做勻速運動B．調整滑輪高度，使細線與木板平行C．先接通電源，后釋放小車D．試驗中小車加速度越大越好BC7/27(2)在試驗中得到一條如圖2所表示紙帶，已知相鄰計數點間時間間隔為T＝0.1s，且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分別為3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm，則小車加速度a＝________m/s2。(結果保留2位有效數字)題組剖析(3)有一組同學保持小車及車中砝碼質量一定，探究加速度a與所受外力F關系，他們在軌道水平及傾斜兩種情況下分別做了試驗，得到了兩條a－F圖線，如圖3所表示。圖線________是在軌道傾斜情況下得到(填“①”或“②”)；小車及車中砝碼總質量m＝________kg。0.34①0.58/27題組剖析9/27題組剖析變式訓練1(·淮南模擬)某試驗小組利用如圖4甲所表示裝置進行“探究加速度與合外力關系”試驗。(1)在試驗中必須平衡摩擦力，以________平衡摩擦力，當小車________運動時，摩擦力恰好被平衡。(2)為了減小誤差，在平衡摩擦力后，每次試驗必須經過改變鉤碼個數來改變小車所受合外力，獲取多組數據。若小車質量為400g，試驗中每次所用鉤碼總質量范圍應選________組會比較合理。(填選項前字母)A．10～40gB．200～400gC．1000～2000g傾斜木板勻速直線A10/27題組剖析(3)試驗中打點計時器所使用是________(選填“交流”或“直流”)電源，頻率為50Hz，圖乙中給出是試驗中獲取紙帶一部分：1、2、3、4、5是計數點，每相鄰兩計數點間還有4個打點未標出，每兩個計數點間時間間隔是________s，由該紙帶可求得小車加速度a＝________m/s2。(結果保留2位小數)(4)改變鉤碼個數重復試驗，得到加速度a與合外力F關系如圖丙所表示，分析線段OA，可得出試驗結論是_________________________________________________。答案(1)傾斜木板勻速直線(2)A(3)交流0.11.07(4)在質量不變條件下，物體加速度與合外力成正比交流0.11.07在質量不變條件下，物體加速度與合外力成正比11/27課堂互動熱點二試驗拓展創新1．試驗器材改進圖5(2)利用光電門測速度(如圖6)(3)利用位移傳感器測位移(如圖7)(1)氣墊導軌(不用平衡摩擦力)長木板(如圖5)圖6圖712/27課堂互動3．試驗拓展延伸以“探究加速度與力、質量關系”為背景測量物塊與木板間動摩擦因數。

2．數據測量改進13/27課堂互動例2在用DIS研究小車加速度與外力關系時，某試驗小組先用如圖8a所表示試驗裝置，重物經過滑輪用細線拉小車，在小車和重物之間接一個不計質量微型力傳感器，位移傳感器(發射器)隨小車一起沿水平軌道運動，位移傳感器(接收器)固定在軌道一端，試驗中力傳感器拉力為F，保持小車[包含位移傳感器(發射器)]質量不變，改變重物重力重復試驗若干次，得到加速度與外力關系如圖b所表示。(1)小車與軌道間滑動摩擦力Ff＝________N。(2)從圖象中分析，小車[包含位移傳感器(發射器)]質量為________kg。(3)該試驗小組為得到a與F成正比關系，應將斜面傾角θ調整到tanθ＝________。0.670.670.114/27題組剖析15/27題組剖析A與B

16/27題組剖析光電門A、B之間距離x.

17/27題組剖析18/27備選訓練v2＝2axA19/27備選訓練(3)以下哪些辦法能夠減小本試驗誤差________。A．試驗中必須確保m2?m1B．試驗前要平衡摩擦力C．細線在桌面上部分應與長木板平行D．圖中A、B之間距離x盡可能小些BC

20/27備選訓練21/27備選訓練2．(·清遠二模)在用DIS研究小車加速度與外力關系時，某試驗小組先用如圖11a所表示試驗裝置。重物經過滑輪用細線拉小車，位移傳感器(發射器)隨小車一起沿傾斜軌道運動，位移傳感器(接收器)固定在軌道一端。試驗時將重物重力作為拉力F，改變重物重力重復試驗四次，列表統計四組數據：a/(m·s－2)2.012.984.025.01F/N1.002.003.004.0022/27備選訓練(1)在圖c所表示坐標紙上作出小車加速度a隨拉力F改變圖線。(2)從所得圖線分析該試驗小組在操作過程中不妥之處____________________。(3)假如試驗時，在小車和重物之間接一不計質量微型力傳感器來測量拉力F，試驗裝置如圖b所表示，從理論上分析，該試驗圖線斜率將________。(填“變大”“變小”或“不變”)軌道傾角過大變大23/27備選訓練24/27備選訓練3．為了探究加速度與力、質量關系，甲、乙、丙三位同學分別設計了如圖12所表示試驗裝置，小車總質量用M表示(乙圖中M包含小車與傳感器，丙圖中M包含小車和與小車固連滑輪)，鉤碼總質量用m表示。(1)為便于測量合外力大小，并得到小車總質量一定時，小車加速度與所受合外力成正比結論，以下說法正確是()A．三組試驗中只有甲需要平衡摩擦力B．三組試驗都需要平衡摩擦力C．三組試驗中只有甲需要滿足所掛鉤碼總質量m遠小于小車總質量M條件D．三組試驗都需要滿足所掛鉤碼總質量m遠小于小車總質量M條件BC25/27備選訓練(2)圖丁是用圖甲裝置中打點計時器所打紙帶一部分，O、A、B、C、D和E為紙帶上六個計數點，加速度大小用a表示。則OD間距離為________cm。圖戊是依據試驗數據繪出s－t2圖線(s為各計數點至同一起點距離)，則加速度大小a＝____