第03章 第4講 實(shí)驗(yàn)四 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律
《第03章 第4講 實(shí)驗(yàn)四 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《第03章 第4講 實(shí)驗(yàn)四 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律(7頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第4講 實(shí)驗(yàn)四 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律 誤差分析 1.質(zhì)量的測(cè)量誤差、紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)間隔距離的測(cè)量誤差、拉線或紙帶不與木板平行等都會(huì)造成誤差. 2.因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差 本實(shí)驗(yàn)用小盤和砝碼的總重力mg代替小車的拉力,而實(shí)際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力. 3.摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)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:在平衡摩擦力時(shí),不要懸掛小桶,但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源.用手給小車一個(gè)初速度,如果在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔是均勻的,表明小車受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡.
2、2.不重復(fù)平衡摩擦力: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力. 3.實(shí)驗(yàn)條件:m車?m只有如此,小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力. 4.一先一后一按:改變拉力和小車質(zhì)量后,每次開(kāi)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,后放開(kāi)小車,且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車. 5.作圖:作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要適當(dāng).各量須采用國(guó)際單位.這樣作圖線時(shí),坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過(guò)密,誤差會(huì)小些. 對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)誤差的分析 【例1】 在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系時(shí),采用如圖3-4-1所示的實(shí)驗(yàn)裝置.
3、小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示,盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示. 圖3-4-1 (1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足________時(shí),才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力. (2)某一組同學(xué)先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m一定來(lái)做實(shí)驗(yàn),其具體操作步驟如下,以下做法正確的是________. A.平衡摩擦力時(shí),應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上 B.每次改變小車的質(zhì)量時(shí),不需要重新平衡摩擦力 C.實(shí)驗(yàn)時(shí),先放開(kāi)小車,再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 D.用天平測(cè)出m以及小車質(zhì)量M,小車運(yùn)動(dòng)的加速度可直接用公式a=求出 (3)另兩組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定,探究加速度a與所
4、受外力F的關(guān)系,由于他們操作不當(dāng),這兩組同學(xué)得到的a-F關(guān)系圖象分別如圖3-4-2和圖3-4-3所示,其原因分別是: 圖3-4-2 圖3-4-3 圖3-4-2: ____________________________________________________; 圖3-4-3: _____________________________________________________. 解析 (1)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際加速度為a=,實(shí)驗(yàn)時(shí)把mg當(dāng)成對(duì)M的拉力,即忽略m對(duì)加速度的影響,使加速度約為a=,顯然需m?M.(2)平衡摩擦力的實(shí)質(zhì)是,讓重力的下滑分力與摩擦力
5、平衡:Mgsin θ=μMgcos θ?、伲恍鑼⒓垘焐?,不需施加其他外力,A錯(cuò);由①式可知B對(duì);每次實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,再放開(kāi)小車,C錯(cuò);小車的加速度應(yīng)由小車后面拖動(dòng)的紙帶上打出的點(diǎn)計(jì)算出,D錯(cuò).(3)若m?M則a=mg,斜率基本不變,若m過(guò)大(或M過(guò)小),則m不能忽略,3a=mg,隨m的增大斜率減小,從題圖3-4-3可以看到,有了一定的拉力而加速度為零,顯然沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠. 答案 (1)m?M (2)B (3)m過(guò)大(或M過(guò)小),造成m不是遠(yuǎn)小于M 沒(méi)有平衡摩擦力或木板的傾角過(guò)小 對(duì)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn) 題的能力 【例2】
6、 “探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3-4-4甲所示. 圖3-4-4 (1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過(guò)程中,打出了一條紙帶如圖3-4-4乙所示.計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s.從比較清晰的點(diǎn)起,每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離.該小車的加速度a=________m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)平衡摩擦力后,將5個(gè)相同的砝碼都放在小車上.掛上砝碼盤,然后每次從小車上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤中,測(cè)量小車的加速度.小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表: 砝碼盤中砝碼 總重力F(N) 0.196 0
7、.392 0.588 0.784 0.980 加速度a(m·s-2) 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖3-4-5中作出a-F的關(guān)系圖象. 圖3-4-5 (3)根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a-F圖線不通過(guò)原點(diǎn).請(qǐng)說(shuō)明主要原因. 解析 (1)由題意可知計(jì)數(shù)間隔T=5T0=0.1 s. 由Δx=aT2和Δx=0.16 cm=1.6×10-3 m 可得:a=0.16 m/s2. (2)a-F圖線如圖所示. (3)平衡小車與桌面之間的摩擦力,a-F圖象仍不通過(guò)原點(diǎn),可能是在計(jì)算F時(shí)忘記加入砝碼盤的重力,使作出的圖象向左平移造成的.
8、 答案 (1)0.16 (2)見(jiàn)解析 (3)忘記加入砝碼盤的重力 【例3】 (2011·山東卷,23(1)) 圖3-4-6 某探究小組設(shè)計(jì)了“用一把尺子測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)”的實(shí)驗(yàn)方案.如圖3-4-6所示,將一個(gè)小球和一個(gè)滑塊用細(xì)繩連接,跨在斜面上端.開(kāi)始時(shí)小球和滑塊均靜止,剪斷細(xì)繩后,小球自由下落,滑塊沿斜面下滑,可先后聽(tīng)到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音.保持小球和滑塊釋放的位置不變,調(diào)整擋板位置,重復(fù)以上操作,直到能同時(shí)聽(tīng)到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音.用刻度尺測(cè)出小球下落的高度H、滑塊釋放點(diǎn)與擋板處的高度差h和沿斜面運(yùn)動(dòng)的位移x.(空氣阻力對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響可以忽略) (1)滑塊沿
9、斜面運(yùn)動(dòng)的加速度與重力加速度的比值為_(kāi)_______. (2)滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_(kāi)_______. (3)以下能引起實(shí)驗(yàn)誤差的是________. a.滑塊的質(zhì)量 b.當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮? c.長(zhǎng)度測(cè)量時(shí)的讀數(shù)誤差 d.小球落地和滑塊撞擊擋板不同時(shí) 解析 (1)同時(shí)聽(tīng)到聲音說(shuō)明小球與木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,設(shè)都為t,則小球做自由落體運(yùn)動(dòng),H=gt2,木塊沿斜面下滑做勻加速直線運(yùn)動(dòng),x=at2,由以上兩式可得=. (2)對(duì)木塊進(jìn)行受力分析如圖所示,由牛頓第二定律得沿斜面方向: mgsin θ-f=ma 垂直斜面方向:N-mgcos θ=0 又有:f=μN(yùn) 由以上三式
10、解得a=gsin θ-μgcos θ, 將=代入可得:μ=. (3)由動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式可知選c、d. 答案 (1) (2) (3)cd 1.在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和小車來(lái)做“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí),下列說(shuō)法中正確的是( ). A.平衡摩擦力時(shí),應(yīng)將砝碼盤及盤內(nèi)砝碼通過(guò)定滑輪拴在小車上 B.連接砝碼盤和小車的細(xì)繩應(yīng)跟長(zhǎng)木板保持平行 C.平衡摩擦力后,長(zhǎng)木板的位置不能移動(dòng) D.小車釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,且應(yīng)先接通電源再釋放小車 解析 本題考查實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng),選項(xiàng)A中平衡摩擦力時(shí),不能將砝碼盤及盤內(nèi)砝碼(或小桶)通過(guò)細(xì)繩拴在小車上,A錯(cuò);選項(xiàng)B、C、D符合正確的操作
11、方法,B、C、D對(duì). 答案 BCD 2.(2011·南通質(zhì)檢) “驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn),主要的步驟有( )。 A.將一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板放在水平桌面上,取兩個(gè)質(zhì)量相等的小車,放在光滑的水平長(zhǎng)木板上; B.打開(kāi)夾子,讓兩個(gè)小車同時(shí)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),小車運(yùn)動(dòng)一段距離后,夾上夾子,讓它們同時(shí)停下來(lái),用刻度尺分別測(cè)出兩個(gè)小車在這一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移大?。? C.分析所得到的兩個(gè)小車在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移大小與小車所受的水平拉力的大小關(guān)系,從而得到質(zhì)量相等的物體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體所受作用力大小的關(guān)系; D.在小車的后端也分別系上細(xì)繩,用一只夾子夾住這兩根細(xì)繩; E.在小車的前端分別系上
12、細(xì)繩,繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤,盤內(nèi)分別放著數(shù)目不等的砝碼,使砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量.分別用天平測(cè)出兩個(gè)砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量. 上述實(shí)驗(yàn)步驟,正確的排列順序是 . 解析 此題考查的是實(shí)驗(yàn)步驟,對(duì)于實(shí)驗(yàn)的一些常識(shí),必須牢記于心,結(jié)合本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟,不難排列出正確的順序. 答案 AEDBC 3.用如圖3-4-7所示的裝置來(lái)探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)時(shí),小盤和砝碼牽引小車,使小車做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng). 圖3-4-7 (1)此實(shí)驗(yàn)中可以不測(cè)量小車加速度的具體值,原因是____________________________ ___
13、_____________________________________________________________________. (2)通過(guò)改變________,就可以改變小車所受的合力. (3)在探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí),分別以________為縱坐標(biāo)、________為橫坐標(biāo)作圖象,這樣就能直觀地看出二者關(guān)系. 答案 (1)探究的是加速度與其他量之間的比例關(guān)系(其他解答只要合理即可.如:初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),在相同的時(shí)間內(nèi),位移與加速度成正比) (2)砝碼的數(shù)量 (3)a或 (或a) 4.(2011·浙江卷,21)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),已提供了小車、
14、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、紙帶、帶小盤的細(xì)線、刻度尺、天平、導(dǎo)線.為了完成實(shí)驗(yàn),還須從如圖3-4-8中選取實(shí)驗(yàn)器材,其名稱是____________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; 并分別寫出所選器材的作用_______________________________________________
15、 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 圖3-4-8 解析 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用來(lái)打點(diǎn)計(jì)時(shí),以便測(cè)定加速度,要配備4~6 V學(xué)生電源(交流電源)為其供電,通過(guò)改變砝碼個(gè)數(shù)來(lái)改變拉力大?。^碼放在小車上來(lái)調(diào)節(jié)小車質(zhì)量.也可用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)代替學(xué)生電源和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,因?yàn)殡娀鸹ù螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器使用220 V交流電,不使用學(xué)生電源. 答案
16、學(xué)生電源、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(或電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)、鉤碼、砝碼 學(xué)生電源為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器提供交流電源;電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)記錄小車的位置和時(shí)間;鉤碼用以改變小車的質(zhì)量;砝碼用以改變小車受到拉力的大小,還可以用于測(cè)量小車的質(zhì)量. 5.(2011·開(kāi)封模擬)為了探究加速度與力的關(guān)系,使用如圖3-4-9所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).其中G1、G2為兩個(gè)光電門,它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連,當(dāng)滑行器通過(guò)G1、G2光電門時(shí),光束被遮擋的時(shí)間Δt1、Δt2都可以被測(cè)量并記錄,滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M,擋光片寬度為D,光電門間距離為x,牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問(wèn)題: 圖3-4
17、-9 (1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘,使氣墊導(dǎo)軌水平,在不增加其他儀器的情況下,如何判定調(diào)節(jié)是否到位? 答 ___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ______________________
18、__________________________________________________. (2)若取M=0.4 kg,改變m的值,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),以下m的取值不合適的一個(gè)是________. A.m=5 g B.m=15 g C.m=40 g D.m=400 g (3)在此實(shí)驗(yàn)中,需要測(cè)得每一個(gè)牽引力對(duì)應(yīng)的加速度,求得的加速度的表達(dá)式為_(kāi)_______________.(用Δt1,Δt2,D,x表示) 答案 (1)取下?tīng)恳来a,M放在任意位置都不動(dòng);或取下?tīng)恳来a,輕推滑行器M,數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄每一個(gè)光電門的光束被擋的時(shí)間Δt都相等 (2)D (3)a= 6.(2
19、010·江蘇單科,11)為了探究受到空氣阻力時(shí),物體運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律,某同學(xué)采用了“加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖3-4-10所示).實(shí)驗(yàn)時(shí),平衡小車與木板之間的摩擦力后,在小車上安裝一薄板,以增大空氣對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的阻力. 圖3-4-10 (1)往砝碼盤中加入一小砝碼,在釋放小車________(選填“之前”或“之后”)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,在紙帶上打出一系列的點(diǎn). (2)從紙帶上選取若干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間t與速度v的數(shù)據(jù)如下表: 時(shí)間t/s 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 速度v/(m·s-1) 0.12 0.19 0.23 0.26 0.28 0.29 請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖3-4-11作出小車的v-t圖象. 圖3-4-11 (3)通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,該同學(xué)認(rèn)為:隨著運(yùn)動(dòng)速度的增加,小車所受的空氣阻力將變大.你是否同意他的觀點(diǎn)?請(qǐng)根據(jù)v-t圖象簡(jiǎn)要闡述理由. 解析 (3)由速度圖象的斜率可以看出速度越大,加速度越?。栽撏瑢W(xué)分析合理. 答案 (1)之前 (2)如圖所示 (3)同意.在v-t圖象中,速度越大時(shí),加速度越小,小車受到的合力越小,則小車受空氣阻力越大. 第 7 頁(yè) 共 7 頁(yè)
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 110中國(guó)人民警察節(jié)(筑牢忠誠(chéng)警魂感受別樣警彩)
- 2025正字當(dāng)頭廉字入心爭(zhēng)當(dāng)公安隊(duì)伍鐵軍
- XX國(guó)企干部警示教育片觀后感筑牢信仰之基堅(jiān)守廉潔底線
- 2025做擔(dān)當(dāng)時(shí)代大任的中國(guó)青年P(guān)PT青年思想教育微黨課
- 2025新年工作部署會(huì)圍繞六個(gè)干字提要求
- XX地區(qū)中小學(xué)期末考試經(jīng)驗(yàn)總結(jié)(認(rèn)真復(fù)習(xí)輕松應(yīng)考)
- 支部書記上黨課筑牢清廉信念為高質(zhì)量發(fā)展?fàn)I造風(fēng)清氣正的環(huán)境
- 冬季消防安全知識(shí)培訓(xùn)冬季用電防火安全
- 2025加強(qiáng)政治引領(lǐng)(政治引領(lǐng)是現(xiàn)代政黨的重要功能)
- 主播直播培訓(xùn)直播技巧與方法
- 2025六廉六進(jìn)持續(xù)涵養(yǎng)良好政治生態(tài)
- 員工職業(yè)生涯規(guī)劃方案制定個(gè)人職業(yè)生涯規(guī)劃
- 2024年XX地區(qū)黨建引領(lǐng)鄉(xiāng)村振興工作總結(jié)
- XX中小學(xué)期末考試經(jīng)驗(yàn)總結(jié)(認(rèn)真復(fù)習(xí)輕松應(yīng)考)
- 幼兒園期末家長(zhǎng)會(huì)長(zhǎng)長(zhǎng)的路慢慢地走