创新设计2011届高考物理一轮复习=第4讲 实验验证牛顿 运动定律.ppt

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第4讲实验验证牛顿运动定律
探究加速度a与力F及质量m的关系时,应用的基本方法是控制变量法,即先控制一个参量——小车的质量m不变,讨论加速度a与力F的关系,再控制小盘和砝码的质量不变,即力F不变,改变小车质量m,讨论加速度a与m的关系.
打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码.
一、测质量
,小盘和砝码的总质量m,把测量结果记录下来.
二、仪器安装及平衡摩擦力
图3-4-1
-4-1把实验器材安装好,只是不把悬挂小盘的细绳系在车上,即不给小车
加牵引力.
:
位置,,小车拖
着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡.
三、保持小车的质量不变
,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,打完点后切断电源,取下纸带,在纸带上标上纸
带号码.
,在小盘里放入适量的砝码,把小盘和砝码的总质
量m′记录下来,,记录下小盘和砝码的总
质量m″,再重复步骤4.
,得到三条纸带.
,标明计数点,测量计数点间的距
离,算出每条纸带上的加速度的值.
,横坐标表示作用力F,作用力的大小F等于小盘和砝码的
总重力,根据实验结果在坐标平面上画出相应的点,如果这些点是在一条过原
点的直线上,便证明了加速度与作用力成正比.
四、保持小盘和砝码的质量不变
,在小车上加砝码,重复上面的实验,用纵坐
标表示加速度a,横坐标表示小车和砝码总质量的倒数,根据实验结果在
,就证明
了加速度与质量成反比.
,也就是调出一个合适的斜面,使小车的重力
,不要把
悬挂小盘的细线系在小车上,即不要给小车加任何牵引力,并要让小车拖着
打点的纸带运动.
、3不需要重复,即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.

,小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的
拉力.
,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先
接通电源,再放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车.
,纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差,拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差.
:
本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要
小于小盘和砝码的总重力),
质量,误差就越大;反之,小盘和砝码的总质量越小于小车的质量,误差就越小.
:
在平衡摩擦力时,除了不挂小盘外,其他的都跟正式实验一样(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点的距离相等.
【例1】
图3-4-2
在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图3-4-2所示的实验装
置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车
的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出.