高三物理驗(yàn)證牛頓第二定律.ppt

1、驗(yàn)證牛頓第二定律,實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)步驟 注意事項(xiàng) 065. 08年南京一中第三次模擬10(2) 027. 鹽城市07/08學(xué)年度第一次調(diào)研考試 10 049. 西安市重點(diǎn)中學(xué)2008屆4月份理綜試題 14 037. 2008屆南通市第一次調(diào)研考試10 038. 08年廣東佛山市教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)（一）16,驗(yàn)證牛頓第二定律,實(shí)驗(yàn)原理:,實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 驗(yàn)證牛頓第二定律。,1如圖所示裝置，保持小車(chē)質(zhì)量M不變，改變小桶內(nèi)砂的質(zhì)量m，從而改變細(xì)線(xiàn)對(duì)小車(chē)的牽引力F(當(dāng)mM時(shí)，F(xiàn)=mg近似成立)，測(cè)出小車(chē)的對(duì)應(yīng)加速度a,由多組a、F數(shù)據(jù)作出加速度和力的關(guān)系a-F圖線(xiàn)，驗(yàn)證加速度是否與外力成正比。,2保持小桶和砂的質(zhì)

2、量不變， 在小車(chē)上加減砝碼, 改變小車(chē) 的質(zhì)量M，測(cè)出小車(chē)的對(duì)應(yīng)加速度a, 由多組a、M數(shù)據(jù)作出加速度和質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系a-M-1圖線(xiàn), 驗(yàn)證加速度是否與質(zhì)量成反比。,實(shí)驗(yàn)器材:小車(chē)，砝碼，小桶，砂, 細(xì)線(xiàn)，附有定滑輪的長(zhǎng)木板,墊塊，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電源, 導(dǎo)線(xiàn)兩根, 紙帶,托盤(pán)天平及砝碼，米尺。,實(shí)驗(yàn)步驟:,1用調(diào)整好的天平測(cè)出小車(chē)和小桶的質(zhì)量M和m ，把數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。,2按如圖裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把掛小桶用的細(xì)線(xiàn)系在小車(chē)上，即不給小車(chē)加牽引力。,3平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊塊，反復(fù)移動(dòng)墊塊的位置，直至小車(chē)在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（可以從紙帶上打

3、的點(diǎn)是否均勻來(lái)判斷）。,4在小車(chē)上加放砝碼，小桶里放入適量的砂，把砝碼和砂的質(zhì)量M和m記錄下來(lái)。把細(xì)線(xiàn)系在小車(chē)上并繞過(guò)滑輪懸掛小桶,接通電源,放開(kāi)小車(chē),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn),取下紙帶,在紙帶上寫(xiě)上編號(hào).,5保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量（要用天平稱(chēng)量），按步驟4再做5次實(shí)驗(yàn)。,6算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度的值。,7用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示作用力F，即砂和桶的總重力(m+m)g，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點(diǎn)，作圖線(xiàn)。若圖線(xiàn)為一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，就證明了研究對(duì)象質(zhì)量不變時(shí)其加速度與它所受作用力成正比。,注意事項(xiàng):,1砂和小桶的總質(zhì)量不要超過(guò)小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量的1/10，為什

4、么？,2在平衡摩擦力時(shí)，不要懸掛小桶，但小車(chē)應(yīng)連著紙帶且接通電源。用手給小車(chē)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(chē)受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。,3作圖時(shí)應(yīng)該使所作的直線(xiàn)通過(guò)盡可能多的點(diǎn),不在直線(xiàn)上的點(diǎn)也要盡可能對(duì)稱(chēng)地分布在直線(xiàn)的兩側(cè)，但如遇個(gè)別特別偏離的點(diǎn)可舍去。,065.08年南京一中第三次模擬10(2),10.（2）(4分)某同學(xué)在“研究小車(chē)的加速度與外力關(guān)系”的探究實(shí)驗(yàn)中，使用了光電門(mén)。他將光電門(mén)固定在軌道上的某點(diǎn)B，用不同重力的物體拉小車(chē)，但每次小車(chē)從同一位置A由靜止釋放,測(cè)出對(duì)應(yīng)不同外力時(shí)小車(chē)上遮光板通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，然后經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析,得出F反比于t

5、2。則他就得出物體的加速度正比于外力的結(jié)論。請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明該同學(xué)這樣做的理由。,解答：,若F反比于t-2，則加速度a正比于外力F 。,027.鹽城市07/08學(xué)年度第一次調(diào)研考試 10,10在“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中： （1）某小組的幾位同學(xué)在討論制定實(shí)驗(yàn)方案時(shí)分別提出以下幾點(diǎn)意見(jiàn)，你認(rèn)為不正確的是( ) A實(shí)驗(yàn)中一定要測(cè)出加速度的具體數(shù)值 B實(shí)驗(yàn)中也可不測(cè)加速度的具體數(shù)值，只要測(cè)出不同情況下加速度的比值就行了 C若要驗(yàn)證“加速度與力的平方成正比”這一猜想，在作圖線(xiàn)時(shí)最好以F2為橫坐標(biāo) D不管是在探究加速度與力的關(guān)系時(shí)還是在探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，所要測(cè)量的物理量都是3個(gè),AD,（2）

6、實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)中使小車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)的力與小盤(pán)和砝碼重力相等的條件是: . （3）在探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，要保持 不變。,小盤(pán)與砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量(或加速度很小),小車(chē)的質(zhì)量 （只填 “質(zhì)量”不給分）,049.西安市重點(diǎn)中學(xué)2008屆4月份理綜試題 14,14、（10分）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖（a）為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖。（交流電的頻率為50Hz） （1）圖(b)為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,根據(jù)紙帶可求出小車(chē)的加速度大小為 m/s2。(保留二位有效數(shù)字),3.2,（2）圖線(xiàn)如圖所示，,（3）保持小車(chē)質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出

7、了加速度a隨合力F的變化圖線(xiàn)如圖（c）所示。該圖線(xiàn)不通過(guò)原點(diǎn)，其主要原因是 。,實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分,題目,037.2008屆南通市第一次調(diào)研考試10,10(10分)在“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”活動(dòng)中，某小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。圖中上下兩層水平軌道表面光滑，兩小車(chē)前端系上細(xì)線(xiàn)，細(xì)線(xiàn)跨過(guò)滑輪并掛上砝碼盤(pán)，兩小車(chē)尾部細(xì)線(xiàn)連到控制裝置上，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)控制裝置使兩小車(chē)同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，然后同時(shí)停止。 （1）在安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，使 ；在實(shí)驗(yàn)時(shí)，為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使砝碼盤(pán)和砝 碼的總質(zhì)量 小車(chē) 的質(zhì)量（選填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn) 小于”、“等于”）。,細(xì)線(xiàn)與軌道平

8、行（或水平）,遠(yuǎn)小于,（3）實(shí)驗(yàn)中獲得數(shù)據(jù)如下表所示：,小車(chē)、的質(zhì)量m均為200g,（2）本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較兩小車(chē)的位移來(lái)比較小車(chē)加速度的大小，能這樣比較，是因?yàn)?。,兩小車(chē)從靜止開(kāi)始 作勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，且兩小車(chē)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,見(jiàn)下頁(yè),在第1次實(shí)驗(yàn)中小車(chē)從圖乙中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，請(qǐng)將測(cè)量結(jié)果填到表中空格處（ ）。通過(guò)分析，可知表中第 次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在明顯錯(cuò)誤，應(yīng)舍棄。,23.360.02,3,題目,038.08年廣東佛山市教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)（一）16,16（16分）實(shí)驗(yàn)室給同學(xué)們提供了如下實(shí)驗(yàn)器材：滑輪小車(chē)、小木塊、長(zhǎng)木板、秒表、砝碼、彈簧秤、直尺，要求同學(xué)們用它們來(lái)粗略驗(yàn)證牛頓第二定律。 （1）(4分)

9、實(shí)驗(yàn)中因涉及的物理量較多,須采用控制變量的方法來(lái)完成該實(shí)驗(yàn)，即：先保持 不變,驗(yàn)證物體 越小加速度越大;再保持 不變,驗(yàn)證物體 越大,加速度越大。 （2）(2分)某同學(xué)的做法是：將長(zhǎng)木板的一端放在小木塊上構(gòu)成一斜面，用小木塊改變斜面的傾角，保持滑輪小車(chē)的質(zhì)量不變，讓小車(chē)沿不同 傾角的斜面由頂端無(wú)初速釋放， 用秒表記錄小車(chē)滑到斜面底端 的時(shí)間。試回答下列問(wèn)題：,合外力,質(zhì)量,質(zhì)量,所受合外力,改變斜面傾角的目的是： ; 用秒表記錄小車(chē)下滑相同距離（從斜面頂端到底端）所花的的時(shí)間，而不是記錄下滑相同時(shí)間所對(duì)應(yīng)的下滑距離，這樣做的好處是： . （3）(10分)如果要較準(zhǔn)確地驗(yàn)證牛頓第二定律，則需利用

10、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)記錄滑輪小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況。某同學(xué)得到一條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共個(gè)記數(shù)點(diǎn)（圖中每相鄰兩個(gè)記數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的點(diǎn)未畫(huà)出），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接的是50Hz的低壓交流電源。他將一把毫米刻度尺放在紙上,其零刻度和記數(shù)點(diǎn)O對(duì)齊.,改變小車(chē)所受的合外力,記錄更準(zhǔn)確 （或：更容易記錄，記錄誤差會(huì)更小，時(shí)間更容易記錄，位置很難記錄等）, （2分）由以上數(shù)據(jù)可計(jì)算出打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打A、B、C、D、E各點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度，其中打E點(diǎn)時(shí)的速度vE是 m/s（取三位有效數(shù)字）, （4分）下表是某同學(xué)從刻度尺上直接讀取數(shù)據(jù)的記錄表，其中最后兩欄他未完成，請(qǐng)你幫他完成

11、。,OE,7.00,OF,9.40,解：,0.232 0.02,題目, （4分）如某同學(xué)已求得A、B、C、D四點(diǎn)的瞬時(shí)速度分別為0.076m/s、0.119m/s、0.162m/s、0.204m/s。試根據(jù)以上數(shù)據(jù)和你求得的E點(diǎn)速度在下面所給的坐標(biāo)中，作出vt圖象。要求標(biāo)明坐標(biāo)及其單位，坐標(biāo)的標(biāo)度值（即以多少小格為一個(gè)單位）大小要取得合適，使作圖和讀數(shù)方便,并盡量充分利用坐標(biāo)紙。從圖象中求得物體的加速度a m/s2 (取兩位有效數(shù)字).,0.420.04,題目,第2頁(yè),評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：（3）（4分）若按表二填寫(xiě)且讀數(shù)正確的得3分, 即讀數(shù)不從O點(diǎn)計(jì)起扣1分。讀數(shù)誤差在0.03cm內(nèi)不扣分.不按有效數(shù)字的規(guī)則讀數(shù),為錯(cuò)。,表二,所畫(huà)圖