牛頓運動定律第三章試驗四驗證牛頓第二定律1/26考綱要求考情分析命題趨勢驗證牛頓第二定律·全國卷Ⅲ，23·全國卷Ⅱ，22·全國卷Ⅰ，22高考對本試驗考查主要側重于以下三個方面：1.試驗條件控制，如托盤砝碼總質量要遠小于小車質量、平衡摩擦力等；2.對“控制變量法”了解和應用；3.經過圖象分析試驗數據及誤差分析2/26知識梳理·扎實基礎關鍵考點·分層突破對應演練·遷移利用欄目導航3/26一、試驗目標1．學會用控制變量法研究物理規律．2．驗證牛頓第二定律．3．掌握利用圖象處理數據方法．知識梳理·扎實基礎4/265/26三、試驗器材打點計時器、紙帶、復寫紙片、小車、一端附有定滑輪長木板，小盤、砝碼、夾子、細繩、低壓交流電源、導線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺．四、試驗步驟1．稱量質量——用天平測量小盤質量m0和小車質量M0.2．裝器材——按照如圖所表示裝置把試驗器材安裝好，只是不把懸掛小盤細繩系在小車上(即不給小車牽引力)．6/263．平衡摩擦力——在長木板不帶定滑輪一端下面墊上一塊薄木塊，重復移動薄木塊位置，直至小車在斜面上運動時能夠保持勻速運動狀態．4．讓小車靠近打點計時器，掛上小盤和砝碼，先接通電源，再讓小車拖著紙帶在木板上勻加速下滑，打出一條紙帶．計算小盤和砝碼重力，即為小車所受合外力，由紙帶計算出小車加速度，并把力和對應加速度填入表1中．5．改變小盤內砝碼個數，重復步驟4，并多做幾次．6．保持小盤內砝碼個數不變，在小車上放上砝碼改變小車質量，讓小車在木板上滑動打出紙帶。計算砝碼和小車總質量M，并由紙帶計算出小車對應加速度，并將所對應質量和加速度填入表2中．7/267．改變小車上砝碼個數，重復步驟6，并多做幾次．表18/269/2610/262．摩擦力平衡不準確造成誤差．在平衡摩擦力時，除了不掛小盤外，其它均與正式試驗一樣(比如要掛好紙帶、接通打點計時器)，勻速運動標志是打點計時器打出紙帶上各相鄰兩點間距離相等．3．質量測量誤差、紙帶上打點計時器打點間隔距離測量誤差、細繩或紙帶不與木板平行等都會引發誤差．11/26●注意事項1．平衡摩擦力：在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤細繩系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，且要讓小車拖著紙帶勻速運動．2．不重復平衡摩擦力：整個試驗平衡了摩擦力后，不論以后是改變小盤和砝碼總質量還是改變小車和砝碼總質量，都不需要重新平衡摩擦力．3．試驗條件：每條紙帶都必須在滿足小車質量遠大于小盤和砝碼總質量條件下打出．只有如此，小盤和砝碼總重力才可視為小車受到拉力．4．一先一后一按住：改變拉力和小車質量后，每次開始時小車應盡可能靠近打點計時器，并應先接通電源，后放開小車，且應在小車抵達定滑輪前按住小車．5．作圖：作圖時，兩坐標軸百分比要適當，要使盡可能多點落在所作直線上，不在直線上點應盡可能對稱地分布在所作直線兩側．12/26考點1試驗原理與試驗操作[例1](·江西南昌模擬)某試驗小組利用圖示裝置探究加速度與力、質量關系．關鍵考點·分層突破13/26(1)以下做法正確是_______(選填字母代號)．A．調整滑輪高度，使牽引木塊細繩與長木板保持平行B．在調整木板傾斜度平衡木塊受到滑動摩擦力時，將裝有砝碼砝碼桶經過定滑輪拴在木塊上C．試驗時，先放開木塊再接通打點計時器電源D．經過增減木塊上砝碼改變質量時，不需要重新調整木板傾斜度AD14/26遠小于

小于大于15/2616/2617/26考點2試驗原理與數據處理[例2](·浙江嘉興模擬)某同學設計了如圖所表示裝置，利用米尺、秒表、輕繩、輕滑輪、軌道、滑塊、托盤和砝碼等器材來測定滑塊和軌道間動摩擦因數μ.滑塊和托盤上分別放有若干砝碼，滑塊質量為M，滑塊上砝碼總質量為m′，托盤和盤中砝碼總質量為m.試驗中，滑塊在水平軌道上從A到B做初速為零勻加速直線運動，重力加速度g取10m/s2.

18/26位移時間m＋m′滑塊上19/260.23(0.21～0.25)20/26[嘗試解答]__________________________________________________________21/26考點3試驗改進與創新高考命題對本試驗可從以下幾個方面創新：1．試驗器材改進：(1)氣墊導軌替換長木板；(2)光電門替換打點計時器．2．試驗方法改進：(1)用力傳感器或彈簧秤測量對小車拉力；(2)在驗證a與F關系時，保持小車、鉤碼和桶總質量不變．3．數據處理方法改進：小車加速度能夠利用傳感器，借助于計算機來處理．22/26[例3](·河北衡水模擬)某探究學習小組同學要驗證“牛頓第二定律”，他們在試驗室組裝了一套如圖所表示裝置，水平軌道上安裝兩個光電門，小車上固定有力傳感器和擋光板，細線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤．試驗首先保持軌道水平，經過調整砝碼盤里砝碼質量讓小車做勻速運動以實現平衡摩擦力，再進行后面操作，并在試驗中取得以下測量數據：小車、力傳感器和擋光板總質量M，平衡摩擦力時砝碼和砝碼盤總質量m0，擋光板寬度d，光電門1和2中心距