实验验证牛顿运动定律

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本实验用小盘和盘中砝码的重力 mg 代替小车所受的拉力，而实际上小车所 受的拉力要小于小盘和盘中砝码的重力。小盘和砝码的总质量越小， 由此引起的 误差就越小。 (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产生误差。
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第三章 牛顿运动定律
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第三章 牛顿运动定律
三、实验步骤
(1)称量质量：用天平测量小盘的质量和小车的质量M。 (2)安装器材：按图把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车 上(即不给小车牵引力)。
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(3)平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车
匀速下滑。这时，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的
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第三章 牛顿运动定律
五、注意事项 (1)平衡摩擦力中的“不重复”：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和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力。 (2)操作中的“一先一后一按”：每次开始时小车应靠近打点计时器，并先
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接通电源，后放开小车，且应在小车碰到滑轮前按住小车。
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第三章 牛顿运动定律
C．处理实验数据时采用描点法画图象，是为了减小误差 1 D．处理实验数据时采用 a－ 图象，是为了便于根据图线直观地作出判断 M (2)某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。他
C 所得到的 a－F 关系可用图甲中哪个图表示_________ 。 (图中 a 是小车的加速度，
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2(结果保留两位有效数字) 0.42 ＝__________m/s
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第三章 牛顿运动定律
[解析] (1)应使砂和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量， 以减小实验 误差，故 A 正确；小车的加速度应通过打点计时器打出的纸带求出，故 B 错误； 处理实验数据时应采用描点法画图象，可以减小误差，故 C 正确；为了将图象 1 画成我们熟悉的直线， 更直观反映两个变量的关系， 处理数据时应作 a－ 图象， M
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注意：两个图象斜率的物理意义：a－F 图线的斜率表示 1 1 小车和车中砝码质量的倒数 M __________________________ ， 即 ________ ；a－ 图线的斜率表示 M
小盘和盘中砝码的重力mg 。 小车受到的合力 ，即__________________________ ________________
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第三章 牛顿运动定律
二、实验原理 如图所示，在探究加速度a与合力F及质量M的关系时，应用的基本方法是 控制变量法 ，即先控制小车的质量M不变，讨论加速度a与_______ ____________ 力F 的关系； 再控制小盘和盘中砝码的质量m不变，即力F不变，改变小车的质量M，讨论加 质量M 的关系。 速度a与__________
重力沿斜面向下的分力 平衡。 _______________________
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第三章 牛顿运动定律
(4)小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，取下纸带
编号码。
(5)保持小车的质量M不变，改变小盘和盘中砝码的质量m，重复步骤(4)。 (6)保持小盘和盘中砝码的质量m不变，改变小车质量M，重复步骤(4)。
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核心考点突破
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第三章 牛顿运动定律
教材原型实验
(2017· 山东淄川一中月考)根据“探究加速度与力、 质量的关系”的 实验完成下面的题目。 导学号 21992208
ACD (1)有关实验以及数据处理，下列说法正确的是_________
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A．应使砂和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小实验误差 B． 可以用天平测出小桶和砂的总质量 m 及小车和砝码的总质量 M； 根据公 mg 式 a＝ ，求出小车的加速度 M
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F 是细线对小车的拉力)
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(3)某学生将实验装置按如图乙所示安装好，准备接通电源后开始做实验。 打点计时器使用直流电源；小车与打点计时器 他的装置图中，明显的错误是___________________________________________ 间的距离太长；木板水平放置，没有平衡摩擦力 写出一条即可)。 ____________________________________________(
四、数据处理
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(1)在“探究加速度与力的关系”实验中，以加速度a为纵坐标、力F为横坐 标建立坐标系，根据各组数据在坐标系中描点。如果这些点在一条过原点的直 线上，说明a与F成正比；
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第三章 牛顿运动定律
(2)在“探究加速度与质量的关系”实验中，“a 与 M 成反比”实际上就是 1 1 1 “a 与 成正比”，以 a 为纵坐标、以 为横坐标建立坐标系，如果 a－ 图线 M M M 是一条过原点的直线，就能判断 a 与 M 成反比——化曲为直法。
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(4)图丙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计
数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距 离分别为： xAB ＝ 4.22cm 、 xBC ＝ 4.65cm 、 xCD ＝ 5.08cm 、 xDE ＝ 5.49cm ， xEF ＝ 5.91cm，xFG＝6.34cm。已知打点计时器的工作频率为 50Hz，则小车的加速度 a
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实验四 验证牛顿运动定律
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核心考点突破
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第三章 牛顿运动定律
一、实验目的
1．学会用控制变量法研究物理规律。
2．学会灵活运用图象法处理物理问题的方法。
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3．探究加速度与力、质量的关系，并验证牛顿第二定律。
(3)作图中的“拟合与舍弃”：要使尽可能多的点在一条直线上，不在直线 上的点也要尽可能均匀地分布在直线的两侧，遇到个别偏差较大的点应舍去。
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第三章 牛顿运动定律
六、误差分析 (1)因实验原理不完善引起误差。以小车、小盘和砝码整体为研究对象得 mg 1 M ＝(M＋m)a；以小车为研究对象得 F＝Ma；求得 F＝ · mg＝ · mg<mg。 m M＋m 1＋ M