人教版高考物理一轮复习专题3牛顿运动定律实验4验证牛顿运动定律课件

这是一份人教版高考物理一轮复习专题3牛顿运动定律实验4验证牛顿运动定律课件，共31页。PPT课件主要包含了低压交流电源，匀速直线，接通电源，释放小车等内容，欢迎下载使用。

必 备 知 识·深 悟 固 基
1．实验器材打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、_______________、导线、天平、刻度尺、砝码．
2．实验过程(1)称量质量：用天平测量小盘的质量m0和小车的质量M0．(2)仪器安装：按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细线系在小车上(即不给小车牵引力)．
(3)平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车在斜面上做___________运动．(4)操作记录①把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，小盘里放砝码，先___________再___________，取纸带，编号码．②保持小车的质量M0不变，改变小盘中砝码的重力，重复步骤①.由纸带计算出小车的加速度，并把力和对应的加速度填入设计的表格中．③保持小盘和砝码质量m不变，改变小车和砝码的总质量M，重复以上步骤．并将所对应的质量和加速度填入设计的表格中．
3．注意事项(1)平衡摩擦力：平衡摩擦力时小车不要挂小盘，平衡后挂小盘无须再平衡．(2)实验条件：M≫m.用弹簧测力计或传感器直接测拉力时无须满足此条件．(3)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，后放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．
关 键 能 力·突 破 要 点
命题一　课标教材原型实验　[基础考查]
例1　(2020年北京卷)在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：(1)为猜想加速度与质量的关系，可利用图甲所示装置进行对比实验．两小车放在水平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止．抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下．对比两小车的位移，可知加速度与质量大致成反比．关于实验条件，下列正确的是______(填字母代号)．
(3)在“探究加速度与力的关系”实验之前，需要思考如何测“力”．请在图丙中画出小车受力的示意图．为了简化“力”的测量，下列说法正确的是__________(填字母代号)．A．使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力B．若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力C．无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力D．让小车的运动趋近于匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力
【答案】(1)B　(2)如图　(3)图略　AD
【解析】(1)为了探究加速度与质量的关系，必须控制小车所受拉力相同，而让小车的质量不同，所以钩码质量相同，故B正确．(3)使小车沿倾角合适的斜面运动，小车所受重力沿斜面的分力刚好等于小车所受的摩擦力，则小车受力可等效为只受绳的拉力，故A正确；若斜面倾角过大，重力沿斜面的分力大于摩擦力，小车所受合力将大于绳的拉力，不利于简化“力”的测量，故B错误；由牛顿第二定律可知，无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都大于绳的拉力，故C错误；当小车的运动趋近于匀速运动时，砂和桶可近似看成受力平衡，则砂和桶的重力才近似等于绳的拉力，故D正确．
变式1　某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系．(1)下列做法正确的是 ________ (填字母代号)．A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C．实验时，先放开木块，再接通打点计时器的电源D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量．(填“远大于”“远小于”或“近似等于”)
(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套如图所示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲 －μ乙．(填“大于”“小于”或“等于”)【答案】(1)AD　(2)远小于　(3)小于　大于
【解析】(1)实验中细绳要保持与长木板平行，A正确；平衡摩擦力时不能将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上，这样无法平衡摩擦力，B错误；实验时应先接通电源再放开木块，C错误；平衡摩擦力后，改变木块上的砝码的质量后不需要重新平衡摩擦力，D正确．
命题二　拓展创新实验　[能力考查]
例2　(2020年珠海名校模拟)某同学想测量滑块和长木板之间的动摩擦因数．如图甲所示，表面粗糙、一端装有定滑轮的长木板固定在水平实验台上；木板上有一滑块，滑块右端固定一个轻小动滑轮，钩码和拉力传感器通过绕在滑轮上的轻细绳相连，细绳与长木板平行，放开钩码，滑块在长木板上做匀加速直线运动(忽略滑轮的摩擦)．
(1)实验开始前打点计时器应接在________(填“交流电源”或“直流电源”)上，实验时应________(填“先”或“后”)接通电源，________(填“先”或“后”)释放滑块．(2)如图乙为某次实验得到的纸带，s1、s2是纸带中两段相邻计数点间的距离，相邻计数点时间为T，由此可求得小车的加速度大小为________(用s1、s2、T表示)．
(3)改变钩码的个数，得到不同的拉力传感器示数F(N)和滑块加速度a(m/s2)，重复实验．以F为纵轴，a为横轴，得到的图像是纵轴截距大小等于b倾角为θ的一条斜直线，如图丙所示，则滑块和轻小动滑轮的总质量为________；滑块和长木板之间的动摩擦因数μ＝______.(设重力加速度为g)
变式2　(2020年浙江卷)做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是教材中的实验方案；图乙是拓展方案，其实验操作步骤如下：
①挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；②取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；③改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到a－F的关系．
(1)实验获得如图丙所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打d点时小车的速度大小vd＝________m/s.(保留两位有效数字)(2)需要满足条件M≫m的方案是________(填“甲”“乙”或“甲和乙”)；在作a－F图像时，把mg作为F值的是________(填“甲”“乙”或“甲和乙”)．【答案】(1)0.19(0.18～0.19均可)　(2)甲　甲和乙