保山一中物理一轮复习3-4实验验证牛顿运动定律案例.ppt

第4讲　实验　验证牛顿运动定律 P58 P58 知 识 梳 理 序号 F(N) a(m/s2) 1 0.60 0.80 2 1.04 1.68 3 1.42 1.89 4 2.62 4.84 5 3.00 5.72 数据处理 误差分析 1．系统误差（因实验原理不完善引起的误差） 本实验用小盘和砝码的总重力mg代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力． 2．偶然误差 摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差． P58 注意事项 1．实验方法：控制变量法． 2．平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不要悬挂小盘，但小车应连着纸带且接通电源．用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡． 3．不重复平衡摩擦力：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． P58 4．实验条件：m?m′只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力． 5．一先一后一按：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，后放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车． 6．作图：作图时两轴标度比例要适当．各量须采用国际单位．这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些． P58 1.如图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图．图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示．在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”． (1)完成下列实验步骤中的填空： ①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不 放物块，调整木板右端的高度，用 手轻拨小车，直到打点计时器打出 一系列________的点． ②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码． ③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m. ④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③. ⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点．测量相邻计数点的间距s1，s2，….求出与不同m相对应的加速度a. 等间距 (2)完成下列填空： ①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是________________． ②设纸带上三个相邻计数点的间距分别为s1、s2和s3.a可用s1、s3和Δt表示为 a＝__________________.图3-4-2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1＝_______________ mm，s3＝________________ mm，由此求得加速度的大小a＝______________ m/s2. 图3-4-2 线性 远小于小车和砝码的总质量 24.2(23.9～24.5) 47.2(47.0～47.6) 1.15(1.13～1.19)　 ③图3-4-3为所得实验图线的示意图．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为________，小车的质量为________． 图3-4-3 2.在某次实验中为研究加速度和力的关系，根据测得的多组数据可画出a-F关系图线，如图所示．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是 (　　)． A．小车与木板之间存在摩擦 B．木板保持了水平状态 C．所挂砂桶及砂的总质量太大 D．所用小车的质量太大 图3-4-5 C 3 .某实验小组利用如图所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系． (1)做实验时，将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器(图中未画出)可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt1、Δt2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d，则滑块经过光电门1时的速度表达式v1＝________；经过光电门2时的速度表达式v2＝________. 用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d，则滑块经过经过光电门1时的速度表达式v1＝________；经过光电门2时的速度表达式v2＝________.滑块加速度的表达式 a＝________________.(以上表达式均用已知字母表示)．如图乙所示，若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为________mm. (2)为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高