教學(xué)課題驗(yàn)證牛頓第二定律

1、教學(xué)課題：驗(yàn)證牛頓第二定律時(shí)間教學(xué)目標(biāo)：1、掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、步驟，2、理解系統(tǒng)誤差的來源和減小系統(tǒng)誤差的方法3、會(huì)用圖象處理結(jié)果教學(xué)重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)原理及步驟教學(xué)難點(diǎn)：引起誤差的原因教學(xué)器材：教學(xué)過程：教學(xué)隨筆一.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)裝置如圖。用細(xì)線將小車(質(zhì)量記為M)和砂桶(內(nèi)裝有細(xì)砂，總質(zhì)量為m)連接起來，構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有： a=mg/(M+m)繩對(duì)車的拉力 T=Ma=Mmg/(M+m)= 當(dāng)Mm時(shí)，Tmg。故可通過改變砂桶中細(xì)砂的質(zhì)量來改變拉力的大小，從而驗(yàn)證加速度與拉力的關(guān)系；在小車上添加砝碼來改變小車的質(zhì)量，從而驗(yàn)證加速度與質(zhì)量的關(guān)系。二.實(shí)驗(yàn)步驟1.通過調(diào)節(jié)木板的傾斜程度

2、，用重力沿斜面的分力來平衡摩擦力。 此時(shí)不掛砂桶，但應(yīng)把紙帶在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔中穿好。2.保持小車的質(zhì)量不變，改變砂桶中細(xì)砂的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度，驗(yàn)證當(dāng)M一定時(shí)，a與F與關(guān)系。3.保持外力(即砂桶中細(xì)砂的質(zhì)量)不變，在小車上加砝碼，測(cè)出相應(yīng)的加速度，優(yōu)證當(dāng)作用力一定時(shí)，a與M的關(guān)系。三.數(shù)據(jù)記錄及處理1.實(shí)驗(yàn)中要測(cè)定小桶和細(xì)砂的總質(zhì)量m，小車及砝碼的總質(zhì)量M。2.要在紙帶測(cè)出小車的位移。3.用逐差法處理數(shù)據(jù)。4.用圖象法處理數(shù)據(jù)。 通過實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的數(shù)據(jù)，畫出aF圖、a 圖。aa 正確的實(shí)驗(yàn)圖線應(yīng)如圖1、2所示。四.誤差分析1.未滿足Mm這一條件時(shí)，會(huì)得到圖3所示圖線。2.未平衡摩擦力，會(huì)

3、得到圖4中2所示圖線。 平衡摩擦力過甚，會(huì)得到圖4中1所示圖線。五、實(shí)驗(yàn)題例1、在做“驗(yàn)證牛頓第三定律”的實(shí)驗(yàn)中（1）本實(shí)驗(yàn)備有下列器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、秒表、天平（帶有一套砝碼）、紙帶、復(fù)寫紙片、細(xì)線、低壓直流電源、砝碼、小車、小桶、砂子、墊木、導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是 。實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是 ，缺少的器材是 。（2）某學(xué)生做：“驗(yàn)證牛頓第二定律/的實(shí)驗(yàn)在平衡摩擦力時(shí)，把長(zhǎng)木板的端墊得過高，使得傾角偏大。他所得到a-F關(guān)系可用圖1-11中哪根圖線表示？圖中a是小車的加速度，F(xiàn)是細(xì)線作用于小車的拉力，答： （3）本實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是A. 平衡摩擦力時(shí)，小車后面的紙帶必須連好，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過程中紙帶

4、也要受到阻力。B. 平衡摩擦力時(shí)，小桶應(yīng)該用細(xì)線通過定滑輪系在小車上，但小桶內(nèi)不能裝砂子。C. 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該始終保持小車和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小桶和砂的總質(zhì)量。D. 作a-F或a-1/M的圖線時(shí)，應(yīng)該使所畫的直線通過盡可能對(duì)稱地分布在直線的兩側(cè) ，如遇個(gè)別特別遠(yuǎn)離的可舍去。例2、質(zhì)量為m的物體放在A地的水平面上，用豎直向上的力F拉物體，物體的加速度a與拉力F的關(guān)系如圖線所示，質(zhì)量為m的另一物體在B地做類似實(shí)驗(yàn)，測(cè)得aF關(guān)系如圖線所示，設(shè)兩地的重力加速度分別為g和g，則A.mm，g=g B.mm，g=gC.m=m，gg D.m=m，gg分析：該題要求學(xué)生利用牛頓第二定律培養(yǎng)借助數(shù)學(xué)圖像分析問題的能力。在A地，由牛頓第二定律：F-mg=ma 有a=-g=F-g同理：在B地a=F-g這是一個(gè)a關(guān)于F的函數(shù) (或)表示斜率，-g(或-g)表示截距由圖線可知g=g故mm,g=g選 項(xiàng)B正確 v m1 m2 0 t練習(xí)：在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，不改變小車和砝碼的總質(zhì)量，只改變小桶中砂的質(zhì)量。當(dāng)砂的質(zhì)量分別為m1、m2時(shí)，小車運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖所示，則m1與m2相比：A、m1=m2； B、m1>m2；C、m1