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
