:2020版高考物理一轮复习第3章实验4验证牛顿运动定律教学案新人教版

实验四验证牛顿运动定律

1．实验目的

(1)学会用控制变量法研究物理规律。

(2)探究加速度与力、质量的关系。

(3)掌握运用图象处理问题的方法。

2．实验原理

用控制变量法探究加速度a与力F、质量M的关系，可以先保持F不变，研究a和M的关系，再保持M不变，研究a和F的关系。

3．实验器材

带定滑轮的长木板、低压交流电源、复写纸片和纸带、小车、小盘、电磁打点计时器、天平、砝码、刻度尺、导线。

4．实验步骤

(1)用天平测出小车的质量M，小盘和砝码的总质量m。

(2)按图把实验器材安装好，先不要把悬挂小盘的细绳系在车上。

(3)在木板的一端下面垫一木块，移动木块的位置，直至小车拖着纸带在斜面上做匀速运动。

(4)小盘绕过滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，打完点后切断电源，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，重复步骤(4)五次。

(6)在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a。

(7)作a­F的图象，若图象为一过原点的直线，证明加速度与力成正比。

(8)保持砝码和小盘的质量m不变，改变小车质量M，重复步骤(4)和(6)，作a­图象，若图象为一过原点的直线，证明加速度与质量成反比。

5．注意事项

(1)安装器材时，要调整滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行。

(2)平衡摩擦力时，小车连着穿过打点计时器的纸带，但不要把悬挂小盘的细线系在小车上。改变砝码的质量后，不需要重新平衡摩擦力。

(3)只有小车的质量远大于小盘和砝码的总质量，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力。

(4)开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，在小车到达滑轮前按住小车。

考点一| 实验原理与操作

本实验的难点是测量小车的合力，实验通过两个“替代”关系测量小车的合力，使小车合力的测量转化为对悬挂物重力的测量。

1．平衡摩擦力——用小车所受的拉力替代合力

小车受力为重力、拉力、阻力、