（通用版）高考物理大一轮复习 第3章 牛顿运动定律 实验4 验证牛顿运动定律教学案-人教版高三全册物理教学案

实验四 验证牛顿运动定律1．实验目的(1)学会用控制变量法研究物理规律。(2)探究加速度与力、质量的关系。(3)掌握运用图象处理问题的方法。2．实验原理用控制变量法探究加速度 a 与力 F 、质量 M 的关系 ，可以先保持 F 不变，研究 a 和 M 的关系，再保持 M 不变，研究 a 和 F 的关系。3．实验器材带定滑轮的长木板、低压交流电源、复写纸片和纸带、小车、小盘、电磁打点计时器、天平、砝码、刻度尺、导线。4．实验步骤(1)测质量：用天平测出小车的质量 M ，小盘和砝码的总质量 m。(2)放长木板：按图把实验器材安装好，先不要把悬挂小盘的细绳系在车上。(3)平衡摩擦力：在木板的一端下面垫一木块，移动木块的位置，直至小车拖着纸带在斜面上做匀速运动。(4)打点：小盘绕过滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，打完点后切断电源，取下纸带。(5)重复：保持小车的质量 M 不变，改变砝码和小盘的质量 m ，重复步骤(4)五次。(6)求 a：在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度 a。(7)作 aF 的图象：若图象为一过原点的直线，证明加速度与力成正比。(8)验证 a∝：保持砝码和小盘的质量 m 不变，改变小车质量 M ，重复步骤(4)和(6)，作 a图象，若图象为一过原点的直线，证明加速度与质量成反比。5．注意事项(1)安装器材时，要调整滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行。(2)平衡摩擦力时，小车连着穿过打点计时器的纸带，但不要把悬挂小盘的细线系在小车上。改变砝码的质量后，不需要重新平衡摩擦力。(3)只有小车的质量远大于小盘和砝码的总质量，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力。(4)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，在小车到达滑轮前按住小车。 实验原理与操作本实验的难点是测量小车的合力，实验通过两个“替代”关系测量小车的合力，使小车合力的测量转化为对悬挂物重力的测量。1．平衡摩擦力——用小车所受的拉力替代合力小车受力为重力、拉力、阻力、支持力，平衡摩擦力后，使重力、阻力和支持力的合力为零，则小车所受的拉力等于小车的合力。2．小车质量(M)远大于悬挂物质量(m)——用悬挂物重力替代小车所受的拉力由牛顿第二定律：系统加速度 a＝g，小车所受的拉力 F＝Ma＝M＝mg，显然，当 M≫m时，F≈mg。[题组训练]1．在“验证牛顿运动定律”实验中，采用如图所示的装置图进行实验。(1)对小车进行“平衡摩擦力”操作时，下列必须进行的是________(填字...