验证牛顿运动定律实验四教程.pptVIP

实验四　验证牛顿运动定律;;3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，反复移动薄木块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态,这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受重力在斜面方向上的分力平衡． 4．把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘，小盘里放砝码，先接通电源再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点．计算小盘和砝码的重力，在小盘和砝码的质量远小于小车质量的条件下,可以认为等于小车所受的合外力,由纸带计算出小车的加速度，并把力和对应的加速度填入表(一)中． ;5．改变小盘内砝码的个数，重复步骤4，并多做几次． 6．保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带．计算砝码和小车的总质量M，并由纸带计算出小车对应的加速度． 7．改变小车上砝码的个数，重复步骤6，并将所对应的质量和加速度填入表(二)中． 表(一);表(二);2．摩擦力平衡不准确造成误差，在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的均与正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各相邻两点间的距离相等． 3．质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差、细绳或纸带不与木板平行等都会引起误差．;注意事项 1．在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细绳系在小车上,即不要给小车加任何牵引力,并要让小车拖着纸带匀速运动． 2．整个实验平衡了摩擦力后，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． 3．每条纸带都必须在满足小车的质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出．只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力．;考点1　对实验操作与原理的考查 (2012·高考安徽卷)如图甲为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶的总重力的大小作为细线对小车拉力的大小． 甲;(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是(　　) A．将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电,轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动;(2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是 (　　) A．M＝200 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g B．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g C．M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g D．M＝400 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g;(3)如图乙是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间的距离分别为：sAB＝4.22 cm、sBC＝4.65 cm、sCD＝5.08 cm、sDE＝5.49 cm、sEF＝5.91 cm、sFG＝6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度a＝__________m/s2(结果保留2位有效数字)． 乙;【答案】　(1)B　(2)C　(3)0.42;考点2　实验数据的处理和误差分析 (2013·南平模拟)某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验．图为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车的拉力F等于细砂和小桶的总重量．;(1)在“探究加速度a与质量m的关系”时，某同学按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象(如图甲所示)．请继续帮助该同学作出坐标系中的图象． 　　 　　　　 甲　　　　　　　　　　　乙 (2)在“探究加速度a与合力F的关系”时，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图乙，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因．;【解析】　(1)将坐标系中各点连成一条 直线，连接时应使直线过尽可能多的点， 不在直线上的点应大致对称地分布在直 线的两侧，离直线较远的点应视为错误 数据，不予考虑，连线如图所示． (2)图线与横轴有截距，说明实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够