广东省惠州市高中物理第四章力与运动专题一探究牛顿第二定律实验导学案无答案粤教版必修1

专题一探究牛顿第二定律实验【自主学习】一、学习目标1.懂得如何平衡摩擦力2.会通过纸带求运动物体的加速度3.能通过作图法总结加速度与力、质量的关系二、重点难点1.重点：牛顿第二定律实验2.难点：通过纸带求运动物体的加速度三、自主学习1．对打点计时器，如果所接电源的频率为，则每隔s打一个点。在处理纸带时，常取计数点进行研究，如果每隔四个点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔为s．2．打点计时器有两种：一种为打点计时器，这种打点计时器采用流V的电源；另一种为打点计时器，这种打点计时器采用流V的电源．3．利用纸带判断物体做匀变速直线运动的根据是．4．在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中，求解纸带上某一计数点的瞬时速度的公式是：；求纸带的加速度的公式是：．5.在“探究牛顿第二定律”的实验中，需要的器材有：小车、砝码、小盘、细绳、一端带定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线若干、纸带、和．6.“探究牛顿第二定律”的实验步骤：(1)用天平测出小车和盛有砝码的小盘的质量m和m′．(2)把实验器材安装好（暂时不把悬挂小盘的细绳系在小车上）．(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，使小车能匀速下滑．(4)在小盘里放入适量的砝码，砝码和小盘的质量m′5，小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源，再放开小车，断开电源，取下纸带．(5)保持小车的质量m不变，改变砝码和小盘的质量m′，按上面步骤重复实验几次；通过纸带得出小车的加速度a，用描点法作出a—F图象（F=m′g）．(6)保持砝码和小盘的质量m′不变，改变小车的质量m，按（4）步骤重复实验几次；通过纸带得出小车的加速度a，用描点法作出a—图象．一、要点透析问题一注意事项(1)平衡摩擦力：适当垫高长木板不带定滑轮的一端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好与小车受到的阻力平衡．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着打点的纸带匀速运动．(2)不重复平衡摩擦力．(3)实验条件：m≫m′．(4)一先一后一按：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，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．问题二数据处理1.利用及逐差法求a.2.以a为纵坐标，F为横坐标，根据各组数据描点、连线，如果该直线过原点，说明a与F成正比．3.以a为纵坐标，为横坐标，根据各组数据描点、连线，如果该直线过原点，说明a与m成反比．课堂检测案专题一探究牛顿第二定律实验l【课堂检测】1．为了更直观地反映物体的加速度a与物体质量m的关系，往往用两者的关系图象表示出来，该关系图象应选用(　　)A．a－m图象B．m－a图象C．a－图象D.－a图象52.用打点计时器测量加速度探究加速度与力、质量的关系时，需要平衡摩擦力。平衡摩擦力时，应让小车（）A．挂上小盘，拖上纸带，接通打点计时器B．不挂小盘，拖上纸带，接通打点计时器C．挂上小盘，不拖纸带D．不挂小盘，不拖纸带3.下图为“验证牛顿运动定律”的实验装置图．图中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50Hz交流电．小车的质量为m1，小盘(及砝码)的质量为m2.（1）把长木板带有定滑轮的一端垫高，在没有牵引的情况下让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动，打点计时器在纸带打出一行小点，如果，就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡.(2)下列说法正确的是(　　)A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力B．实验时应先释放小车后接通电源C．本实验m2应远大于m1D．在用图象探究加速度与质量关系时，应用a－图象课堂训练案专题一探究牛顿第二定律实验l【当堂训练】1.在研究加速度与力的关系时，计算出各纸带的加速度后，将测得的反映加速度a和力F关系的有关数据记录在下表中：F/N1.002.003.004.00a/(m·s-2)1.984.065.958.12a/(m·s-2)F/N01.002.003.004.002.004.006.008.0010.0012.00（1）根据表中所列数据，画出a—F图象.（2）从图象可以判定：当M一定时，a与F的关系为.（3）由a—F图象可知，M=kg.（提示：图线的斜率表示小车质量M的倒数）5打点计时器实验小车带有定滑轮的长木板砂桶细线2.用如右图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下:A．用天平分别称出小车和小桶及所装砂子的质量；B．按图装好实验器材；C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶；D．将电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；E．保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验；F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；G．作a-M关系图象，并由图象确定a、M关系．（1）该同学漏掉的重要实验步骤是____________，该步骤应排在______步实验之后．（2）在上述步骤中，有错误的是______，应把______改为______．（3）在上述步骤中，处理不恰当的是______，应把______改为______．课后拓展案专题一探究牛顿第二定律实验l【巩固拓展】aOF(a)aOF(b)AB1.在“探究加速度与力、质量的关系”这一实验中，有两位同学通过测量，分别作出a一F图象，如图（a）（b）中的A、B线所示；试分析：(1)  A线不通过坐标原点的原因是：5； (2)  B线不通过坐标原点的原因是：.2.用如图所示装置做“验证牛顿运动定律”的实验．实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度．(1)实验时先不挂钩码，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是____________________________________________________________________．(2)下图为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图所示．已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a＝________m/s2.(结果保留两位有效数字)(3)实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度．根据测得的多组数据画出a－F关系图线，如图所示．此图线的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是______．(选填下列选项的序号)A．小车与平面轨道之间存在摩擦B．平面轨道倾斜角度过大C．所挂钩码的总质量过大D．所用小车的质量过大5