2011届状元之路物理必

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1、§3.3实验:验证牛顿第二定律知识精要高效梳理·知识备考一､实验目的1.学会用控制变量法研究物理规律.2.验证牛顿第二定律.3.掌握利用图象处理数据的方法.二､实验原理探究加速度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,即先控制一个参量如小车的质量m不变,讨论加速度a与力F的关系,再控制小桶和砂的质量不变,即力F不变,改变小车质量m,讨论加速度a与质量m的关系.三､实验器材打点计时器,纸带,复写纸片,小车,一端附有定滑轮的长木板,小桶,砂,夹子,细绳,低压交流电源,导线,天平(带有一套砝码),刻度尺.四､实验步骤及数据1.用天平测出

2、小车和砝码的总质量M,把数值记录下来.2.按图3-3-1所示把实验器材安装好,只是不把悬挂小桶的细绳系在车上,即不给小车加牵引力.3.平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫一块木板.反复移动木板的位置,直至小车在斜面上可以保持匀速直线运动状态.这时,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沿斜面向下的分力平衡.4.把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶,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.5.保持小车和砝码的质量不变,在小桶里放入适量的砂,使小桶和砂的总质量远小

3、于小车和砝码的总质量,把小桶和砂的总质量m'记录下来,重复步骤(4).在小桶内再放入适量砂,记录下小桶和砂的总质量m″,再重复步骤(4).6.重复步骤(5)三次,得到三条纸带.7.在每条纸带上都选取一段比较理想的部分,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.8.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示作用力F,作用力的大小F等于小桶和砂的总重力,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.9.保持砂和小桶的质量不变,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

4、表示小车和砝码总质量的倒数,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,就证明了加速度与质量成反比.双基精练自主探究·基础备考1.如果图象是通过原点的一条直线,则说明()A.物体的加速度a与质量m成正比B.物体的加速度a与质量m成反比C.物体的质量m与加速度a成正比D.物体的质量m与加速度a成反比解析:只能说明加速度a与质量m成反比,而不能说质量与加速度成反比,要明确a与m的主从关系.答案:B2.关于“探究加速度与力､质量的关系”的实验,以下做法错误的是()A.平衡摩擦力时,应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B

5、.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源D.求小车运动的加速度时,可用天平测出装砂小桶和砂的质量(m和m‘)以及小车质量M,直接用公式求出答案:ACD疑难精讲名师解疑·能力备考疑难点一.实验中应注意哪些问题?名师在线:1.实验中一定要平衡摩擦力以减小实验误差.2.在实验中一定要注意使砂和小砂桶的总质量远小于小车和砝码的总质量.3.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,再放开小车,且在小车到达定滑轮前应按住小车.4.各纸带的加速度,都应是该纸带的平均加速度.5.作

6、图象时,要使尽可能多的点在所作直线上,不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线的两侧.疑难点二.本实验中为何采用图象法处理实验数据?名师在线:利用图象处理数据是一种常用的重要方法.将实验中得到的数据通过描点作出图象,可以非常直观地看出两个物理量之间的关系,也可以有效地减小实验误差,确定并排除实验中测得的一些错误数据.在探究加速度与力的关系的实验中,以加速度a为纵坐标,力F为横坐标,根据各组数据在坐标系中描点.如果这些点在一条过原点的直线上,说明a与F成正比.在探究加速度与质量的关系实验中,“加速度a与质量m成反比”实际上就是“加速度a与质量的倒

7、数成正比”,以加速度a为纵坐标,以质量的倒数为横坐标建立坐标系,根据图象是不是过原点的直线,就能判断a与m是否成反比.易错点拨自我完善·误区备考易错点不能应用实验原理分析图象导致的错误自我诊断在“探究加速度与力､质量的关系”的实验中,在研究加速度a与小车的质量M的关系时,由于没有注意始终满足Mm的条件,结果得到的图象应是图3-3-2中的()解析:实验中绳的张力则小车加速度实验时若保持小车质量不变,横轴为则图象必过原点,为直线.当满足Mm时,m可忽略,图象还可以满足图象是过原点的直线.当小车质量较小,不满足Mm时,图象会弯曲,故选D项.答

8、案:D题型研练互动探究·方法备考题型一实验原理和数据处理【例1】在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图3-3-3所示的实验装置,小车及车中砝码的质量