第13课时实验验证牛顿运动定律doc高中物理
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高中物理牛顿第一定律的详解牛顿定律是高中物理学习的重点内容,下面本人的本人将为大家带来牛顿第一定律的介绍,希望能够帮助到大家。
高中物理牛顿第一定律的介绍牛顿第一定律有两种表达方式,分别如下:(1)一切物体在没有受到力的作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态。
(2)当一个质点距离其他质点足够远时,这个质点就作匀速直线运动或保持静止。
第一种表达方式较普遍,第二种表达方式在爱因斯坦和吴大猷的著作中曾经被提到,两种表达方式等价。
由于物体保持运动状态不变的特性叫做惯性,所以牛顿第一定律也叫惯性定律。
惯性是一切物体固有的属性,无论是固体、液体或气体,无论物体是运动还是静止,都具有惯性。
注:牛顿第一定律不是对所有的参考系都适用。
在高中物理研究范围内,大部分情况下牛顿定律都使用。
能使牛顿第一定律,这样的参考系被称为惯性参考系,简称惯性系。
牛顿第一定律说明了两个问题牛顿第一定律说明了两个问题:(1)它明确了力和运动的关系。
物体的运动并不是需要力来维持,只有当物体的运动状态发生变化,即产生加速度时,才需要力的作用。
在牛顿第一定律的基础上得出力的定性英文名称:Newton&定义:力是一个物体对另一个物体的作用,它使受力物体改变运动状态。
(2)它提出了惯性的概念。
物体之所以保持静止或匀速直线运动,是在不受力的条件下,由物体本身的特性来决定的。
物体所固有的、保持原来运动状态不变的特性叫惯性。
物体不受力时所作的匀速直线运动也叫惯性运动。
牛顿在第一定律中没有说明静止或运动状态是相对于什么参照系说的,然而,按牛顿的本意,这里所指的运动是在绝对时间过程中的相对于绝对空间的某一绝对运动。
牛顿第一定律成立于这样的参照系。
通常把牛顿第一定律成立的参照系成为惯性参照系,因此这一定律在实际上定义了惯性参照系这一重要概念。
牛顿第一定律是作为牛顿力学体系一条规律,它具有特殊意义,是三大定律中不可缺少的独立定律。
高中物理牛顿运动定律
牛顿运动定律是描述物体运动规律的重要定律,主要包括三条:
1. 牛顿第一定律,也称为惯性定律,指出如果物体处于静止状态或者匀速直线运动状态下,则物体将保持该状态,直到受到外力的作用才会发生改变,即物体的惯性将使其保持运动状态。
2. 牛顿第二定律,也称为运动定律,指出物体受到的加速度大小正比于施加于其上的外力大小,反比于物体质量大小,即F=ma,其中F 表示外力的大小,m 表示物体质量的大小,a 表示物体受到的加速度大小。
3. 牛顿第三定律,也称为作用-反作用定律,指出每个作用力都会伴随着一个等大的反作用力,且反作用力的方向与作用力的方向相反,即作用和反作用力相互作用,但互相抵消。
这个定律还可以用“作用于不同物体之间的相互作用力大小相等、方向相反”来概括。
这些定律是描述物体运动规律的基础,可以解释很多自然现象和工程问题,也是物理学科中的重要内容。
第四章:牛顿运动定律一、牛顿第一定律(惯性定律):一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
1.理解要点:①运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。
②它定性地揭示了运动与力的关系:力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因。
③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础,总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的;定律成立的条件是物体不受外力,不能用实验直接验证。
④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例,第一定律定性地给出了力与运动的关系,第二定律定量地给出力与运动的关系。
2.惯性:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。
①惯性是物体的固有属性,与物体的受力情况及运动状态无关。
②质量是物体惯性大小的量度。
③由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a和由万有引力定律定义的引力质量m Fr GM2/严格相等。
④惯性不是力,惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。
【例1】火车在长直水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为 ( )A.人跳起后,厢内空气给他以向前的力,带着他随同火车一起向前运动 B.人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动C.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离太小,不明显而已D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和车具有相同的速度【分析与解答】因为惯性的原因,火车在匀速运动中火车上的人与火车具有相同的水平速度,当人向上跳起后,仍然具有与火车相同的水平速度,人在腾空过程中,由于只受重力,水平方向速度不变,直到落地,选项D正确。
【说明】乘坐气球悬在空中,随着地球的自转,免费周游列国的事情是永远不会发生的,惯性无所不在,只是有时你感觉不到它的存在。
第13课时实验验证牛顿运动定律doc 高中物理
1. 在利用打点计时器和小车来做〝验证牛顿运动定律〞的实验时,以下讲法中正确的选项是( )
A .平稳摩擦力时,应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车内
B .连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行
C .平稳摩擦力后,长木板的位置不能移动
D .小车开释前应靠近打点计时器,且应先接通电源再开释小车
解析:此题考查实验过程中应注意的事项,选项A 中平稳摩擦力时,不能将砝码盘及盘内砝码(或小桶)通过细绳拴在小车内,A 错;选项B 、C 、D 符合正确的操作方法,B 、C 、D 对.
答案:BCD
2. 在〝验证牛顿运动定律〞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以下图中的( )
解析:在本实验中绳中的张力F =Mmg M +m ,那么小车的加速度a =F M =mg M +m
,在研究加速度跟小车质量M 的关系时,保持m 不变,假设横轴为1/(M +m ),那么a -1/(M +m )图象应
是过原点的直线,当满足M ≫m 时,m 能够忽略不计,a ≈mg M
,a -1/M 图象还能够满足图象是过原点的直线;当小车的质量较小、不满足M ≫m 时,图象便发生向下弯曲.应选D.
答案:D
3.
图3-4-6
如图3-4-6所示,在研究牛顿第二定律的演示实验中,假设1、2两个相同的小车所受拉力分不为F 1、F 2,车中所放砝码的质量分不为m 1、m 2,打开夹子后通过相同的时刻两车的位移分不为x 1、x 2,那么在实验误差承诺的范畴内,有( )
A .当m 1=m 2、F 1=2F 2时,x 1=2x 2
B .当m 1=m 2、F 1=2F 2时,x 2=2x 1
C .当m 1=2m 2、F 1=F 2时,x 1=2x 2
D .当m 1=2m 2、F 1=F 2时,x 2=2x 1
解析:题中m 1和m 2是车中砝码的质量,绝不能认为是小车的质量.当m 1=m 2时,两车
总质量仍相等,因F 1=2F 2,那么a 1=2a 2.由x =12
at 2知,A 正确,B 错误;假设m 1=2m 2,两车总质量关系未知,故C 、D 不能确定.
答案:A
4. (2018·南通质检) 〝验证牛顿运动定律〞的实验,要紧的步骤有:
A .将一端附有定滑轮的长木板放在水平桌面上,取两个质量相等的小车,放在光滑的水平长木板上;
B .打开夹子,让两个小车同时从静止开始运动,小车运动一段距离后,夹上夹子,让它们同时停下来,用刻度尺分不测出两个小车在这一段时刻内通过的位移大小;
C .分析所得到的两个小车在相同时刻内通过的位移大小与小车所受的水平拉力的大小关系,从而得到质量相等的物体运动的加速度与物体所受作用力大小的关系;
D .在小车的后端也分不系上细绳,用一只夹子夹住这两根细绳;
E .在小车的前端分不系上细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘内分不放着数目不等的砝码,使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量.分不用天平测出两个砝码盘和盘内砝码的总质量.
上述实验步骤,正确的排列顺序是________.
解析:此题考查的是实验步骤,关于实验的一些常识,必须牢记于心,结合本实验的实验步骤,不难排列出正确的顺序.
答案:AEDBC
5.
图3-4-7
如图3-4-7所示,是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图,图中A 为砂桶和砂,B 为定滑轮,C 为滑块及上面添加的砝码,D 为纸带,E 为电火花计时器,F 为蓄电池、电压为6 V ,G 是电键,请指出图中的三处错误:
(1)_______________________________________________________________________;
(2)_______________________________________________________________________;
(3)_______________________________________________________________________. 答案:(1)B 接滑块的细线应水平(或与导轨平行)
(2)C 滑块离计时器太远
(3)E 电火花计时器用的是220 V 的交流电,不能接直流电
6. (2018·江苏,11)〝探究加速度与物体质量、物体受力的关系〞的实验装置如图3-4-8所示.
(1)在平稳小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图3-4-9所示.计时
器打点的时刻间隔为0.02 s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离.该小车的加速度a=________ m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)平稳摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车内.挂上砝码盘,然后每次从小车内
取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度.小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表:
砝码盘中砝码总
0.1960.3920.5880.7840.980
重力F(N)
加速度a(m·s-
0.69 1.18 1.66 2.18 2.70
2)
请依照实验数据作出a-F的关系图象.
(3)依照提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点,请讲明要紧缘故.
解析:依照Δx=aT2,可运算小车的加速度,a=0.16 m/s2,运用表格中给出的数据可0绘出图象,图象只是原点的要紧缘故是未计入砝码盘的重力.
答案:(1)0.16(0.15也可)
(2)见右图
(3)未计入砝码的重力。