《高三物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)四《驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律》課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)四《驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律》課件（29頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律過程分析導(dǎo)引過程分析導(dǎo)引實(shí)驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律知識(shí)要點(diǎn)歸納知識(shí)要點(diǎn)歸納知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練知識(shí)要點(diǎn)歸納知識(shí)要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律2驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律3掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理探究加速度探究加速度a與力與力F及質(zhì)量及質(zhì)量M的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用的基本方法是控制變量法，即先控的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用的基本方法是控制變量法，即先控制一個(gè)參量制一個(gè)參量小車的質(zhì)量小車的質(zhì)量M不變，討論加速度不變，討論加速度a與力
2、與力F的關(guān)系，再控制砝碼和的關(guān)系，再控制砝碼和小盤的質(zhì)量不變，即力小盤的質(zhì)量不變，即力F不變，改變小車質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量M，討論加速度，討論加速度a與與M的關(guān)系的關(guān)系實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、砝碼、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、砝碼、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平(帶有一套砝碼帶有一套砝碼)、刻度尺、刻度尺過程分析導(dǎo)引過程分析導(dǎo)引一、實(shí)驗(yàn)步驟一、實(shí)驗(yàn)步驟1用天平測量小盤的質(zhì)量用天平測量小盤的質(zhì)量m0和小車的質(zhì)量和小車的質(zhì)量M0.2把一端附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌
3、上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器把一端附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路固定在長木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路圖圖3413平衡摩擦力：小車的尾部掛上紙帶，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，將木板平衡摩擦力：小車的尾部掛上紙帶，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，將木板無滑輪的一端稍微墊高一些，使小車在不掛小盤和砝碼的情況下，能沿木板做無滑輪的一端稍微墊高一些，使小車在不掛小盤和砝碼的情況下，能沿木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)這樣小車所受重力沿木板的分力與小車所受滑動(dòng)摩擦力平勻速直線運(yùn)動(dòng)這樣小車所受重力沿木板的分力與小車所受滑動(dòng)摩擦力平衡在保證小盤和砝
4、碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件下，可以近似認(rèn)為小盤和衡在保證小盤和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件下，可以近似認(rèn)為小盤和砝碼的總重力大小等于小車所受的合外力的大小砝碼的總重力大小等于小車所受的合外力的大小4把小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，掛上小盤和砝碼，先接通電源，再讓小車拖著紙把小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，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(jì)算小盤和砝碼的重力，即為小車所帶在木板上勻加速下滑，打出一條紙帶計(jì)算小盤和砝碼的重力，即為小車所受的合外力，由紙帶計(jì)算出小車的加速度，并把力和對(duì)應(yīng)的加速度記錄在紙帶受的合外力，由紙帶計(jì)算出小車的加速度，并把力和對(duì)應(yīng)的加速度記錄在紙
5、帶上上(或表格中或表格中)5改變小盤內(nèi)砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟改變小盤內(nèi)砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟4，并多做幾次，并多做幾次6保持小盤內(nèi)的砝碼個(gè)數(shù)不變，在小車上放上砝碼改變小車的質(zhì)量，讓小車在保持小盤內(nèi)的砝碼個(gè)數(shù)不變，在小車上放上砝碼改變小車的質(zhì)量，讓小車在木板上滑動(dòng)打出紙帶計(jì)算砝碼和小車的總質(zhì)量木板上滑動(dòng)打出紙帶計(jì)算砝碼和小車的總質(zhì)量M，并由紙帶計(jì)算出小車對(duì)應(yīng)，并由紙帶計(jì)算出小車對(duì)應(yīng)的加速度的加速度7改變小車上砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟改變小車上砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟6，所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量和加速度也需記錄，所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量和加速度也需記錄二、數(shù)據(jù)處理二、數(shù)據(jù)處理1把小車在不同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：把小車在不同
6、力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度加速度a/(ms2)小車受力小車受力F/N1234由以上數(shù)據(jù)畫出它的由以上數(shù)據(jù)畫出它的aF關(guān)系圖象如圖關(guān)系圖象如圖342所示所示通過通過aF關(guān)系圖象，我們可以得出小車的加速度關(guān)系圖象，我們可以得出小車的加速度a與力與力F成正比成正比圖圖3422把不同質(zhì)量的小車在相同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：把不同質(zhì)量的小車在相同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度加速度a/(ms2)小車質(zhì)量小車質(zhì)量M/kg1234圖圖343三、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)三、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)1一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是調(diào)出一個(gè)合適的斜面，使小車的重
7、力一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是調(diào)出一個(gè)合適的斜面，使小車的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車受的摩擦阻力在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸沿著斜面方向的分力正好平衡小車受的摩擦阻力在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤的細(xì)線系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著打點(diǎn)掛小盤的細(xì)線系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動(dòng)的紙帶運(yùn)動(dòng)2實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟2、3不需要重復(fù)，即整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變不需要重復(fù)，即整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦小盤和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不
8、需要重新平衡摩擦力力3每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉質(zhì)量的條件下打出只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力力4改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車5作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)
9、在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱分布在所作直線兩側(cè)能對(duì)稱分布在所作直線兩側(cè)6作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要選擇適當(dāng)各量須采用國際單位，這樣作圖線作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要選擇適當(dāng)各量須采用國際單位，這樣作圖線時(shí)，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過密，誤差會(huì)小些時(shí)，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過密，誤差會(huì)小些7為提高測量精度，可以采取下列措施：為提高測量精度，可以采取下列措施：(1)應(yīng)舍掉紙帶上開頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量的地方找一個(gè)起點(diǎn)應(yīng)舍掉紙帶上開頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量的地方找一個(gè)起點(diǎn)(2)可以把每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位，即從開始點(diǎn)起，每隔四個(gè)點(diǎn)標(biāo)可以把每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位，即從開始點(diǎn)起，每隔四個(gè)點(diǎn)標(biāo)出
10、一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，而相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為出一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，而相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T0.1秒秒四、誤差分析及實(shí)驗(yàn)改進(jìn)四、誤差分析及實(shí)驗(yàn)改進(jìn)1誤差分析誤差分析(1)質(zhì)量的測量誤差，紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)間隔距離的測量誤差，拉線或紙帶質(zhì)量的測量誤差，紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)間隔距離的測量誤差，拉線或紙帶不與木板平行等都會(huì)造成誤差不與木板平行等都會(huì)造成誤差(2)因?qū)嶒?yàn)原理不完善造成誤差：本實(shí)驗(yàn)中用小盤和砝碼的總重力代替小車受到因?qū)嶒?yàn)原理不完善造成誤差：本實(shí)驗(yàn)中用小盤和砝碼的總重力代替小車受到的拉力的拉力(實(shí)際上小車受到的拉力要小于小盤和砝碼的總重力實(shí)際上小車受到的拉力要小于小盤和砝碼的總重力)，存在系統(tǒng)誤差，
11、小，存在系統(tǒng)誤差，小盤和砝碼的總質(zhì)量越接近小車的質(zhì)量，誤差就越大；反之，小盤和砝碼的總質(zhì)盤和砝碼的總質(zhì)量越接近小車的質(zhì)量，誤差就越大；反之，小盤和砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量，誤差就越小量越小于小車的質(zhì)量，誤差就越小(3)平衡摩擦力不準(zhǔn)造成誤差：在平衡摩擦力時(shí)，除了不掛小盤外，其他的都跟平衡摩擦力不準(zhǔn)造成誤差：在平衡摩擦力時(shí)，除了不掛小盤外，其他的都跟正式實(shí)驗(yàn)一樣正式實(shí)驗(yàn)一樣(比如要掛好紙帶、接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器比如要掛好紙帶、接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)，勻速運(yùn)動(dòng)的標(biāo)志是打點(diǎn)計(jì)時(shí)，勻速運(yùn)動(dòng)的標(biāo)志是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上各點(diǎn)的距離相等器打出的紙帶上各點(diǎn)的距離相等2實(shí)驗(yàn)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)本實(shí)驗(yàn)中可以用氣墊導(dǎo)軌來代替長木
12、板，這樣就省去了平衡小車摩擦力的麻煩，本實(shí)驗(yàn)中可以用氣墊導(dǎo)軌來代替長木板，這樣就省去了平衡小車摩擦力的麻煩，小車的加速度也可以利用傳感器，借助于計(jì)算機(jī)來處理小車的加速度也可以利用傳感器，借助于計(jì)算機(jī)來處理實(shí)驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)典例精析(2009年高考上海卷年高考上海卷)如圖如圖344所示為所示為“用用DIS(位移傳感器、數(shù)據(jù)采集位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)器、計(jì)算機(jī))研究加速度和力的關(guān)系研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)原理和誤差分析實(shí)驗(yàn)原理和誤差分析圖圖344(1)在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法，應(yīng)保持在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法，應(yīng)保持_不變，用鉤碼所受的重力不變，用鉤碼所受的重力作
13、為作為_，用，用DIS測小車的加速度測小車的加速度(2)改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出畫出aF關(guān)系圖線關(guān)系圖線(如圖如圖345所示所示)圖圖345分析此圖線的分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_.(單選題單選題)此圖線的此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是()A小車與軌道之間存在摩擦小車與軌道之間存在摩擦B導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)C所掛鉤碼的總質(zhì)量太大所掛鉤碼的總質(zhì)量太大D所用小車的質(zhì)量太大所用小車的質(zhì)量太大
14、【答案答案】(1)小車的總質(zhì)量小車的總質(zhì)量(或：小車的質(zhì)量或：小車的質(zhì)量)小車所受外力小車所受外力(或：外力、合外力或：外力、合外力)(2)在質(zhì)量不變的條件下，加速度與合外力成正比在質(zhì)量不變的條件下，加速度與合外力成正比C(2011年成都模擬年成都模擬)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖346所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究當(dāng)所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究當(dāng)合外力一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與其質(zhì)量之間的關(guān)系合外力一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與其質(zhì)量之間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理圖圖346(1)由圖由圖346中刻度尺讀出兩個(gè)光電門中心之間的距離中刻度尺讀出兩個(gè)光電門中心之間的距離x24cm，由圖，由圖347中游標(biāo)
15、卡尺測得遮光條的寬度中游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d_cm.該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從圖從圖346所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器可以讀出遮光條通過光電門所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器可以讀出遮光條通過光電門1的時(shí)間的時(shí)間t1，遮光條通過光電門，遮光條通過光電門2的時(shí)間的時(shí)間t2，則滑塊經(jīng)過光電門，則滑塊經(jīng)過光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度的時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式表達(dá)式v1_，滑塊經(jīng)過光電門，滑塊經(jīng)過光電門2時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式v2_，則滑塊的加速度的表達(dá)式則滑塊的加速度的表達(dá)式a_.(以上表達(dá)式均用字母表示以上表達(dá)式均用字母表示)圖圖347(2)在本次實(shí)驗(yàn)
16、中，實(shí)驗(yàn)小組通過改變滑塊質(zhì)量總共做了在本次實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組通過改變滑塊質(zhì)量總共做了6組實(shí)驗(yàn)，得到如表所示組實(shí)驗(yàn)，得到如表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過分析表中數(shù)據(jù)后，你得出的結(jié)論是的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過分析表中數(shù)據(jù)后，你得出的結(jié)論是_m(g)a(m/s2)2502.023001.653501.334001.255001.008000.63(3)現(xiàn)需通過圖象進(jìn)一步驗(yàn)證你的結(jié)論，請(qǐng)利用表格數(shù)據(jù)，在圖現(xiàn)需通過圖象進(jìn)一步驗(yàn)證你的結(jié)論，請(qǐng)利用表格數(shù)據(jù)，在圖347所示坐標(biāo)所示坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出相應(yīng)圖象系中描點(diǎn)作出相應(yīng)圖象【解析解析】(1)由圖可知：由圖可知：d5mm0.1mm25.2mm0.52cm.圖圖348(2)在合外力不變的情況下，物體運(yùn)動(dòng)的加速度跟物體的質(zhì)量成反比，當(dāng)合外力在合外力不變的情況下，物體運(yùn)動(dòng)的加速度跟物體的質(zhì)量成反比，當(dāng)合外力一定時(shí)，在誤差允許的范圍內(nèi)，物體質(zhì)量和加速度的乘積近似相等一定時(shí)，在誤差允許的范圍內(nèi)，物體質(zhì)量和加速度的乘積近似相等(3)如圖如圖348所示所示知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練本部分內(nèi)容講解結(jié)束本部分內(nèi)容講解結(jié)束點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放謝謝使用謝謝使用
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