高考物理总复习 第三章 牛顿运动定律 实验四 验证牛顿运动定律学案-人教版高三全册物理学案

实验四 验证牛顿运动定律注意事项1.实验方法：控制变量法。2.平衡摩擦力：不悬挂小盘，但小车连着纸带3.不重复：不重复平衡摩擦力。4.实验条件：M≫m。小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力。5.一先一后一按住：先接通电源，后放小车，且在小车到达滑轮前按住小车。6.作图：作图时两轴标度比例要适当，各量须采用国际单位。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 mg 代替小车的拉力，而实际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。热点一 教材原型实验【例 1】 为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图 1 所示的实验装置：图 1(1)以下实验操作正确的是( )A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动B.调节滑轮的高度，使细线与木板平行C.先接通电源，后释放小车D.实验中小车的加速度越大越好(2)在实验中得到一条如图 2 所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为 T＝0.1 s，且间距 x1、x2、x3、x4、x5、x6 已量出分别为 3.09 cm、3.43 cm、3.77 cm、4.10 cm、4.44 cm、4.77 cm，则小车的加速度 a＝________m/s2。(结果保留 2 位有效数字)图 2(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度 a 与所受外力 F 的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条 a－F 图线，如图 3 所示。图线________是在轨道倾斜情况下得到的(填“①”或“②”)；小车及车中砝码的总质量 m＝________kg。图 3解析 (1)将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面的分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是细线的拉力，故选项 A 错误；细线的拉力为小车的合力，所以应调节定滑轮的高度使细线与木板平行，故选项 B 正确；实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，先接通电源，后释放小车，故选项 C 正确；实验时，为了减小实验的误差，小车的加速度应适当大一些，但不是越大越好，故选项 D 错误。(2)根据逐差法得 a＝＝0.34 m/s2。(3)由图线①可知，当 F＝0 时，a≠0，也就是说当细线上没有拉力时小车就有加速度，所以图线①是轨道倾斜情况下得到的，根据 F＝ma 得 a－ F 图象的斜率 k＝，由 a－F 图象得图象斜率 k＝2，所以 m＝0.5...