高考物理一轮复习 实验4 验证牛顿运动定律课件

试卷+教案+习题

试卷+教案+习题 实验四 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、1m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试卷+教案+习题

试卷+教案+习题 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，她先做了两方面的调整措施：

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牛顿运动定律

1．下列说法正确的是

A．牛顿认为质量一定的物体其加速度与物体受到的合外力成正比

B．亚里士多德认为轻重物体下落快慢相同

C．笛卡尔的理想斜面实验说明了力不是维持物体运动的原因

D．伽利略认为如果完全排除空气的阻力，所有物体将下落的同样快

2．物理学是一门以实验为基础的学科，物理定律就是在大量实验的基础上归纳总结出来的．但有些物理规律或物理关系的建立并不是直接从实验得到的，而是经过了理想化或合力外推，下列选项中属于这种情况的是

A．牛顿第一定律 B．牛顿第二定律 C．万有引力定律 D．库仑定律

3．以下说法中正确的是

A．牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性

B．速度大的物体惯性大，速度小的物体惯性小

C．力是维持物体运动的原因

D．做曲线运动的质点，若将所有外力都撤去，则该质点仍可能做曲线运动

4．如图所示，两个倾角相同的滑竿上分别套有A、B两个圆环，两个圆环上分别用细线悬吊两个物体C、D，当它们都沿滑竿向下滑动时A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下．下列说法正确的是

A．A环与滑竿之间没有摩擦力 B．B环与滑竿之间没有摩擦力

C．A环做的是匀加速直线运动 D．B环做的是匀加速直线运动

5．如图所示，升降机天花板上用轻弹簧悬挂一物体，升降机静止时弹簧伸长量为10cm，运动时弹簧伸长量为9cm，则升降机的运动状态可能是（g = 10m/s2）

A．以a = 1m/s2的加速度加速上升 B．以a = 1m/s2的加速度加速下降

C．以a = 9m/s2的加速度减速上升 D．以a = 9m/s2的加速度减速下降

6．风洞实验室可产生水平方向大小可调节的风力．实验室中有两个质量不等的球A、B，用一轻质绳连接．把A球套在水平细杆上如图所示，对B球施加水平风力作用，使A球与B球一起向右匀加速运动．若把A、B两球位置互换，重复实验，让两球仍一起向右做匀加速运动，已知两次实验过程中球的加速度相同，A、B两球与细杆的动摩擦因数相同．则两次运动过程中，下列物理量一定不变的是

1 / 2 4牛顿运动定律专题

知识达标：

1、牛顿第一定律内容：一切物体总保持 状态或 状态，直到有

迫使它改变这种状态为止。

2、运动状态的改变：（1）含义：是指速度的改变，若速度的大小，方向其中有一种发生改变或两种都发生改变，则物体运动状态发生改变。（2）原因：有 作用。

3、牛顿第二定律内容：物体的加速度跟所受的合外力成正比，跟物体的

成反比；加速度的方向与合外力的 ；公式： 。

4、牛顿第三定律的内容：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小 ，方向

，作用在一条直线上。作用力与反作用力作用在 不同物体上。

5、超重和失重：

（1）超重：当物体具有

的加速度时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于自身重力的现象。

（2）失重：当物体具有

的加速度时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于自身重力的现象。

（3）完全失重：当物体以向下的加速度a= 运动时，物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零的现象。

注意：超重和失重与物体的速度 直接关系。

6、质量是物体 的量度，它是唯一的量度吗？ 质量越大，

越大，力不是 物体速度的原因，而是 物体速度的原因。

经典题型：

1、关于惯性下列说法中正确的是…………………………………………（ ）

A.物体不受力或所受的合外力为零才能保持匀速直线运动状态或静止状态，因为只有此时物体才有惯性

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21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网 验四 验证牛顿运动定律

1．关于“验证牛顿运动定律”的实验，下列说法中符合实际的是 ( )

A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系

D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

解析：验证牛顿运动定律的实验，是利用控制变量法，探究加速度a与合外力F、物体质量m的关系，故D项正确．

答案：D

2．(2010·台州模拟)如图实－4－7所示，在探究牛顿运动定律的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有(

)

图实－4－7

A．当m1＝m2、F1＝2F2时，x1＝2x2

B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1

C．当m1＝2m2、F1＝F2时，x1＝2x2

D．当m1＝2m2、F1＝F2时，x2＝2x1

解析：当m1＝m2、F1＝2F2时，由F＝ma可知，a1＝2a2，再由x＝12at2可得：x1＝2x2，故A正确，B错误；当m1＝2m2、F1＝F2时，a1＝12a2，再由x＝12at2可得：x1＝12x2，故C错误，D正确．

答案：AD

3．(2010·阳江模拟)为了探究加速度与力的关系，使用如图实－4－8所示的气垫导轨装 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网

21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网 置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：