《新課標(biāo)2018版高考物理一輪復(fù)習(xí)第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律教案.doc-匯文網(wǎng)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《新課標(biāo)2018版高考物理一輪復(fù)習(xí)第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律教案.doc-匯文網(wǎng)（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、實(shí)驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律基本要求數(shù)據(jù)處理1.探究加速度與力的關(guān)系以加速度a為縱軸、F為橫軸，先根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)描點(diǎn)，然后作出圖象，看圖象是否是通過(guò)原點(diǎn)的直線，就能判斷a與F是否成正比.2.探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系以a為縱軸、m為橫軸，根據(jù)各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，將會(huì)得到如圖甲所示的一條曲線，由圖線只能看出m增大時(shí)a減小，但不易得出a與m的具體關(guān)系.若以a為縱軸、為橫軸，將會(huì)得到如圖乙所示的一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，據(jù)此可判斷a與m成反比.誤差分析1.因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差：本實(shí)驗(yàn)用小盤(pán)和砝碼的總重力mg代替小車(chē)的拉力，而實(shí)際上小車(chē)所受的拉力要小于小盤(pán)和砝碼的總重力.2.摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)

2、確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)引起誤差.注意事項(xiàng)1.平衡摩擦力：一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是調(diào)整出一個(gè)合適的斜面，使小車(chē)的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車(chē)所受的摩擦阻力.在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤(pán)的細(xì)繩系在小車(chē)上，即不要給小車(chē)加任何牽引力，并要讓小車(chē)拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動(dòng).2.不需要重復(fù)平衡摩擦力：整個(gè)實(shí)驗(yàn)中平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車(chē)的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力.3.實(shí)驗(yàn)條件：每條紙帶必須在滿足小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出，只有如此，小盤(pán)和砝碼的總重力才可視為小車(chē)受到的拉力.4.“一先一后”：改變拉力和小車(chē)

3、質(zhì)量后，每次開(kāi)始時(shí)小車(chē)應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再釋放小車(chē).考向1對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和注意事項(xiàng)的考查典例1(2017江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)(1)我們已經(jīng)知道，物體的加速度a同時(shí)跟合外力F和質(zhì)量M兩個(gè)因素有關(guān).要研究這三個(gè)物理量之間的定量關(guān)系，需采用的思想方法是.(2)某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如圖所示，她想用砂桶的重力表示小車(chē)受到的合外力F，為了減少這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，她先做了兩方面的調(diào)整措施：用小木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高，目的是.使砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，目的是使拉小車(chē)的力近似等于.(3)該同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶求加速度時(shí)，處理方案有兩種：A.利用公式a計(jì)算B.根據(jù)逐差法利用a計(jì)算兩種方

4、案中，選擇方案比較合理.解析(1)實(shí)驗(yàn)研究這三個(gè)物理量之間關(guān)系的思想方法是控制變量法.(2)用小木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力，只有在滿足砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，拉力才可近似等于砂桶的重力.(3)計(jì)算加速度時(shí)，用逐差法誤差較小.答案(1)控制變量法(2)平衡摩擦力砂桶的重力(3)B1.在本實(shí)驗(yàn)中，必須平衡摩擦力，在平衡摩擦力時(shí)，不要把盤(pán)和重物系在小車(chē)上，即不要給小車(chē)加任何牽引力，并要讓小車(chē)拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動(dòng).2.改變小車(chē)的質(zhì)量或拉力的大小時(shí)，改變量可適當(dāng)大一些，但應(yīng)滿足盤(pán)和重物的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)和車(chē)上砝碼的總質(zhì)量.盤(pán)和重物的總質(zhì)量不超過(guò)小車(chē)和車(chē)上砝碼總質(zhì)量的10%.考向2

5、對(duì)數(shù)據(jù)處理和誤差的考查典例2(2016新課標(biāo)全國(guó)卷)某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系.圖中，置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的長(zhǎng)木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過(guò)滑輪，一端與放在木板上的小滑車(chē)相連，另一端可懸掛鉤碼.圖(a)本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010 kg.實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)將5個(gè)鉤碼全部放入小車(chē)中，在長(zhǎng)木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車(chē)(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑.(2)將n(依次取n1,2,3,4,5)個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余Nn個(gè)鉤碼仍留在小車(chē)內(nèi)；用手按住小車(chē)并使輕繩與木板平行.釋放小車(chē)，同時(shí)用傳感器記錄小車(chē)在時(shí)刻t相對(duì)于其起

6、始位置的位移s，繪制st圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a.(3)對(duì)應(yīng)于不同的n的a值見(jiàn)下表.n2時(shí)的st圖象如圖(b)所示；由圖(b)求出此時(shí)小車(chē)的加速度(保留2位有效數(shù)字)，將結(jié)果填入下表.n12345a/(ms2)0.200.580.781.00(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出an圖象.從圖象可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與其所受的合外力成正比.圖(b)圖(c)(5)利用an圖象求得小車(chē)(空載)的質(zhì)量為kg(保留2位有效數(shù)字，重力加速度取g9.8 ms2).(6)若以“保持木板水平”來(lái)代替步驟(1)，下列說(shuō)法正確的是(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào)).A.an圖線不

7、再是直線B.an圖線仍是直線，但該直線不過(guò)原點(diǎn)C.an圖線仍是直線，但該直線的斜率變大解析(3)實(shí)驗(yàn)中小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由于小車(chē)初速度為零，結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有sat2，結(jié)合圖(b)得加速度a0.39 m/s2.(5)由(4)知，當(dāng)物體質(zhì)量一定，加速度與合外力成正比，得加速度a與n成正比，即an 圖線為過(guò)原點(diǎn)的直線.an圖線的斜率k0.196 m/s2，平衡摩擦力后，下端所掛鉤碼的總重力提供小車(chē)的加速度，nm0g(MNm0)a，解得an，則k，可得M0.45 kg.(6)若未平衡摩擦力，則下端所掛鉤碼的總重力與小車(chē)所受摩擦力的合力提供小車(chē)的加速度，即nm0gM(Nn)m0g(MNm0)

8、a，解得ang，可見(jiàn)圖線截距不為零，其圖線仍是直線，圖線斜率相對(duì)平衡摩擦力時(shí)有所變大，B、C項(xiàng)正確.答案(3)0.39(0.370.49均可)(4) an圖線如圖所示(5)0.45(0.430.47均可)(6) BC利用圖象處理數(shù)據(jù)是物理實(shí)驗(yàn)中常用的重要方法.在實(shí)驗(yàn)中如果發(fā)現(xiàn)一個(gè)量x與另一個(gè)量y成反比，那么，x就應(yīng)與成正比.因?yàn)樵谔幚頂?shù)據(jù)時(shí)，判斷一條圖線是否為正比例函數(shù)圖象比判斷其是否為反比例函數(shù)圖象要簡(jiǎn)單和直觀得多，所以可以將反比例函數(shù)的曲線轉(zhuǎn)化為正比例函數(shù)的直線進(jìn)行處理.考向3實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與改進(jìn)以本實(shí)驗(yàn)為背景，通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)儀器，或巧用物理規(guī)律進(jìn)行新的探究活動(dòng)來(lái)設(shè)置題目，不脫離教材而又

9、不拘泥教材，體現(xiàn)開(kāi)放性、探究性、創(chuàng)新性等特點(diǎn).1.實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)(1)為了減小摩擦，用氣墊導(dǎo)軌替代長(zhǎng)木板；(2)用頻閃照相或光電計(jì)時(shí)器替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.2.數(shù)據(jù)處理方法的改進(jìn)利用傳感器，借助于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)處理數(shù)據(jù)，得到加速度，或直接得到加速度與外力、加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系.3.運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行新的探究實(shí)驗(yàn)以本實(shí)驗(yàn)為背景，結(jié)合牛頓第二定律，測(cè)量?jī)山佑|面間的動(dòng)摩擦因數(shù)、物體的質(zhì)量等.典例3如圖甲所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置.他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門(mén)B，在滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連(力傳感器可測(cè)得細(xì)線上的拉力大小)，力傳感器下方懸掛鉤碼

10、，每次滑塊都從A處由靜止釋放.甲(1)該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則dmm.乙(2)下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是(請(qǐng)?zhí)顚?xiě)選項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母).A.應(yīng)使A位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些B.應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平C.應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行D.應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)B的時(shí)間t，若要得到滑塊的加速度，還需要測(cè)量的物理量是_.(4)為探究滑塊的加速度與力的關(guān)系，改變鉤碼質(zhì)量，測(cè)出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，通過(guò)描點(diǎn)要作出它們的線性關(guān)系圖象，處理數(shù)據(jù)時(shí)縱軸為F，橫軸應(yīng)為(填正確答案標(biāo)

11、號(hào)).A.tB.t2 C.D.解析(1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，由圖知第5條刻度線與主尺對(duì)齊，d2 mm50.05 mm2.25 mm.(2)應(yīng)使A位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些，有利于減小誤差，選項(xiàng)A正確；應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，且保持拉線方向與木板平面平行，此時(shí)拉力等于合力，選項(xiàng)B、C正確；拉力是直接通過(guò)傳感器測(cè)量的，故與小車(chē)質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量大小無(wú)關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)B的時(shí)間t，滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度.根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知，若要得到滑塊的加速度，還需要測(cè)量的物理量是滑塊

12、在A位置時(shí)遮光條到光電門(mén)的距離L.(4)由題意可知，該實(shí)驗(yàn)中保持小車(chē)質(zhì)量M不變，因此有v22aL，v，a，則2L.所以研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出F圖象，選項(xiàng)D正確.答案(1)2.25(2)D(3)滑塊在A位置時(shí)遮光條到光電門(mén)的距離(4)D典例4(2017陜西漢中二模)如圖甲為測(cè)量物塊與水平桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，實(shí)驗(yàn)步驟如下：甲用天平測(cè)量物塊和遮光片的總質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m，用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d，用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T(mén)之間的距離s；調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平；讓物塊從光電門(mén)A的左側(cè)由靜止釋放；用數(shù)字毫秒計(jì)分別測(cè)出遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)A和光電門(mén)B所用的時(shí)間t1和t2，求

13、出加速度a；多次重復(fù)步驟，求a的平均值；根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動(dòng)摩擦因數(shù).回答下列問(wèn)題：(1)測(cè)量d時(shí)，某次游標(biāo)卡尺(主尺的分度值為 1 mm)的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為cm.乙 (2)物塊的加速度a可用d、s、t1和t2表示為a.(3)動(dòng)摩擦因數(shù)可用M、m、和重力加速度g表示為.解析(1)由題圖乙所示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)為1.1 cm，游標(biāo)尺示數(shù)為60.05 mm0.30 mm0.030 cm，則游標(biāo)卡尺示數(shù)為1.1 cm0.030 cm1.130 cm.(2)物塊經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度vA，物塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度vB，物塊做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，由速度位移公式得：vv2as，加速度a.(3)以M、m組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得：mgMg(Mm)，解得.答案(1)1.130 (2) (3)