2018届高考物理一轮复习实验专题验证牛顿运动定律导学案2

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1、实验：验证牛顿运动定律[基本要求][数据处理]1.探究加速度与力的关系以加速度a为纵轴、F为横轴，先根据测量的数据描点，然后作出图象，看图象是否是通过原点的直线，就能判断a与F是否成正比.2.探究加速度与质量的关系以a为纵轴、m为横轴，根据各组数据在坐标系中描点，将会得到如图甲所示的一条曲线，由图线只能看出m增大时a减小，但不易得出a与m的具体关系.若以a为纵轴、为横轴，将会得到如图乙所示的一条过原点的倾斜直线，据此可判断a与m成反比.[误差分析]1.因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力m′g代替小车的拉力，而实际

2、上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力.2.摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差.[注意事项]1.平衡摩擦力：一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调整出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车所受的摩擦阻力.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，并要让小车拖着打点的纸带运动.2.不需要重复平衡摩擦力：整个实验中平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车的质量，都不需要重新平衡摩擦力.3.实验条件：每条纸带

3、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.4.“一先一后”：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再释放小车.考点精练考向1　对实验原理和注意事项的考查[典例1]　(2017·江西重点中学联考)(1)我们已经知道，物体的加速度a同时跟合外力F和质量M两个因素有关.要研究这三个物理量之间的定量关系，需采用的思想方法是　　　　.(2)某同学的实验方案如图所示，她想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减少这种做法带来的实验误差，她先

4、做了两方面的调整措施：①用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是　　　　.②使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于　　　　　　　　.(3)该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：A.利用公式a＝计算B.根据逐差法利用a＝计算两种方案中，选择方案　　　　比较合理.[解析]　(1)实验研究这三个物理量之间关系的思想方法是控制变量法.(2)用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是平衡摩擦力，只有在满足砂桶的质量远小于小车的质量时，拉力才可近似等于砂桶的重力.(3)计算加速度时，用逐差法误差较小.[答案]　(

5、1)控制变量法　(2)平衡摩擦力　砂桶的重力　(3)B反思总结1.在本实验中，必须平衡摩擦力，在平衡摩擦力时，不要把盘和重物系在小车上，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.2.改变小车的质量或拉力的大小时，改变量可适当大一些，但应满足盘和重物的总质量远小于小车和车上砝码的总质量.盘和重物的总质量不超过小车和车上砝码总质量的10%.考向2　对数据处理和误差的考查[典例2]　(2016·新课标全国卷Ⅲ)某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系.图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端

6、固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码.图(a)本实验中可用的钩码共有N＝5个，每个质量均为0.010kg.实验步骤如下：(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑.(2)将n(依次取n＝1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端，其余N－n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行.释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制st图象，经数据处理后可得到相应的加速度a.(3)对应于不同的n的a值见下表.n＝

7、2时的st图象如图(b)所示；由图(b)求出此时小车的加速度(保留2位有效数字)，将结果填入下表.n12345a/(m·s－2)0.200.580.781.00(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点，并作出an图象.从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比.图(b)图(c)(5)利用an图象求得小车(空载)的质量为　　　　kg(保留2位有效数字，重力加速度取g＝9.8m·s－2).(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是　　　　(填入正确选项前的标号).A.an图线不再是直线B.a

8、n图线仍是直线，但该直线不过原点C.an图线仍是直线，但该直线的斜率变大[解析]　(3)实验中小车做匀加速直线运动，由于小车初速度为零，结合匀变速直线运动规律有s＝at2，结合图(b)得加速度a＝0.39m/s2.(5)由(4)知，当