牛顿水桶实验

(完整版)初二物理教案牛顿第一定律

知识目标：知道牛顿第一定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程. 能力目标： 1.通过斜面小车实验,培养学生的观察能力. 2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理). 情感目标： 1.通过科学史的简介,对学生进行严谨的科学态度教育. 2.通过伽利略的理想实验,给学生以科学方法论的教育. 教学建议教材分析教材首先通过回忆思考的形式提出问题：如果物体不受力，将会怎样？通过小车在不同表面运动的演示实验，使学生直观的看到物体运动距离与阻力大小的关系，为讲解伽利略的推理作准备。然后讲述伽利略的推理方法和通过推理得出的结论，再介绍迪卡儿对伽利略结论的补充，牛顿最后总结得出的牛顿第一定律。通过这些使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的，正如牛顿所说：“如果说我所看的更远一点，那是因为站在巨人肩上的缘故”。最后指出牛顿第一定律不是实验定律，而是用科学推理的方法概括出来的，定律是否正确要通过实践来检验。给学生以科学方法论的教育。本节课的重点是揭示物体不受力时的运动规律，即牛顿第一运动定律。

1.学生学习牛顿第一定律的困难在于从生活经验中得到的一种被现象掩盖了本质的错误观念，认为物体的运动是力作用的结果。如推一个物体，它就动，不再推它时，它便静止。为使学生摆脱这种错误观念，首先要把运动和运动的变化区别开，树立从静到动和从动到静都是“运动状态改变”的概念，这是为了揭示力和运动的关系做的重要铺垫。其次，通过实验确立“力是改变运动状态的原因”的概念。再通过推理建立“不受力运动状态不变”的概念。 2.通过图9-1演示实验的比较、分析、综合、推理是本节课的核心，可对学生进行简单的科学推理方法的教育。在此演示实验中可通过设计不同的问题渗透研究方法。 3.本节课可按着人类对知识的认识顺序组织教学，让学生体会规律的认识过程，对学生进行学史教育。从亚里士多德的观点——伽利略的研究——笛卡尔的补充——牛顿的总结。教学设计示例牛顿第一定律教学重点:通过对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律。教学难点: 1．明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。 2．伽利略理想实验的推理过程教学用具：斜面，小车，毛巾，棉布，玻璃板，微机,实物投影，大倍投电视。教学过程一、实验引入：批驳亚里士多德的观点

实验四：验证牛顿运动定律

实验四：验证牛顿运动定律 , 注意事项 1．平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，且要让小车拖着纸带匀速运动。 2．实验条件：小车的质量M 远大于小盘和砝码的总质量m 。 3．操作要领：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，再放开小车，且应在小车到达定滑轮前按住小车。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 ＝(M ＋m )a ；以小车为研究对象得F ＝Ma ；求得F ＝M M ＋m ·mg ＝11＋m M ·mg ＜mg ，本实验用小盘和砝码的

总重力mg 代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力。 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引起误差。考点一教材原型实验考向1 实验原理与实验操作 (2019·广东实验中学月考改编)某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。 (1)实验中除了需要小车、砝码、托盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、两根导线、复写纸、纸带之外，还需要________、________。 (2)下列做法正确的是________。 A ．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行 B ．在调节木板倾斜角度平衡小车受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的托盘通过定滑轮拴在小车上 C ．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源 D ．通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度 E ．用托盘和盘内砝码的重力作为小车和车上砝码受到的合外力，为减小误差，实验中一定要保证托盘和砝码的总质量远小于小车和车上砝码的总质量 (3) 某同学以小车和车上砝码的总质量的倒数1M 为横坐标，小车的加速度a 为纵坐标，在坐标纸上作出的a -1M 关系图线如图甲所示。由图甲可分析得出：加速度与质量成________关系(填“正比”或“反比”)；图线不过原点说明实验有误差，引起这一误差的主要原因是平

非牛顿流体研究报告

【引言】最近’非牛顿流体’经常【研究目的】(1)初步了解非牛顿流体的制备方法与识别标准 (2)初步认识非牛顿流体的特殊性质 (3)非牛顿流体的创新应用【器材】淀粉，水，硬质小球，两容器，一表面光滑的长棍，一中空导管一碟一碗一杯一筷子【研究过程】1以淀粉：水=3：1的比例先加水后加淀粉混合两物质，搅拌的淀粉糊(非牛顿流体) 2用一保鲜袋包着穿个洞再再用力挤. 3再使其自由流下 4在一只有粘弹性流体（非牛顿流体的一种）的烧杯里，把实验杆插进流体中再旋转。 5把流体装进一杯中,微向侧倾致有流体留下,再立正. 6用一重球从高处落下打到流体上。【总结与思考】【本研究查的资料】(1)淀粉糊型非’的制法 (2)非’的辨别标准 (3)非牛顿流体特性及研究 3.1 射流胀大如果非牛顿流体被迫从一个大容器流进一根毛细管，再从毛细管流出时，可发现射流的直径比毛细管的直径大 3.2爬杆效应

在一只有粘弹性流体（非牛顿流体的一种）的烧杯里，旋转实验杆。对于牛顿流体，由于离心力验的作用，液面将呈凹形；而对于粘弹性流体，却向杯中心运动，并沿杆向上爬，液面变成凸形。甚至在实验杆的旋转速度很低时，也可以观察到这一现象。 3.3无管虹吸将管子慢慢地从容器里拔起时，可以看到虽然管子已不再插在流体里，流体仍源源不断地从杯中抽起，继续流进管里。甚至更简单地，连虹吸管都不要，将装满该流体的烧杯微倾，使流体流下，这过程一旦开始，就不会中止，直到杯中流体都流光。 3.4连滴效应(其自由射流形成的小滴之间有液流小杆相连) 3.5拔丝性(能拉伸成极细的细丝，可见笔者另一文“春蚕到死丝方尽”) 3.6剪切变稀 3.7液流反弹 (4)非’目前的应用

验证牛顿第二定律实验2

验证牛顿第二定律实验2 一．填空题（共10小题） 1．（2016秋?安顺期末）某实验小组采用图1所示的装置探究“牛顿第二定律”即探究加速度a与合力F、质量M的关系。实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面。（1）为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力，要完成的一个重要步骤是；（2）为使图示中钩码的总重力大小视为细绳的拉力大小，须满足的条件是钩码的总质量小车的总质量（填“大于”、“小于”、“远大于”或“远小于”）。（3）一组同学在做小车加速度与小车质量的关系实验时，保持钩码的质量一定，改变小车的总质量，测出相应的加速度。采用图象法处理数据。为了比较容易地检查出加速度a与小车的总质量M之间的关系，应作出a与的图象。（4）甲同学根据测量数据作出的a﹣F图象如图2所示，说明实验中存在的问题是。 2．（2016秋?通渭县校级期末）在验证牛顿第二定律的实验中，测量长度的工具是；测量时间的工具是．实验中小盘和砝码的总质量m与车和砝码的总质量M间必须满足的条件是． 3．（2016秋?宿州期末）某同学运用“验证牛顿第二定律的实验”的装置，设计了如下实验： A．实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳绕过转轴光滑的轻质滑轮另一端挂一质量为m=50g的钩码，用垫块将长木板有定滑轮的一端垫起．调

整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，接好纸带，接通打点计时器的电源，让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示，相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50Hz的低压交流电源，（g取9.8m/s2）．回答下列问题：（1）纸带的（“A端”或“E端”）与滑块相连．（2）根据纸带可得：滑块的加速度大小a=m/s2．（保留3位有效数字）（3）不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M=kg．（保留3位有效数字） 4．（2017春?曹妃甸区校级期末）某小组“验证牛顿第二定律”的实验装置如1图，长木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接（1）该小组研究加速度和拉力关系时，得到的图象将会是如图2中的

牛顿第一定律实验题

牛顿第一定律实验题牛顿第一定律实验题(一) 1. .如图斜面小车实验中。 (1)实验条件是 _________________________ (2)控制上述因素相同的目的是______________________ (3)实验现象是 _________________________ (4)实验结论是 ___________________ )伽利略对大量实验进行分析，进一步推理得出，如果表面绝对光滑，物体受到的阻力(5 为__________ ，它的速度将不会__________ ，这时物体将以恒定不变的速度__________ 。这种思维推理方法在物理学中称为__________ 法 2.(2009恩施)我们可以用如图所示的实验来研究牛顿第一定律。

(1)指出实验中应控制不变的相关因素:(注:至少指出三个)_____________________________; (2)实验中有两个变量，其中自变量是 __________，因变量是小车运动的距离。 (3)想象如果图丁所示的水平板是绝对光滑的，且空气阻力为零，则小车的运动情况为 __________________________________。 3.(2012嘉兴)如图是探究“摩擦力对物体运动的影响”的实验装置示意图，其实验过程用到了许多科学方法((1)怎样控制小车在水平面上开始滑行时的速度相等呢, 方法是:把小车放在同一斜面的，由静止开始下滑( (2)怎样反映“摩擦力”对“物体运动的影响”, 方法是:比较小车在不同表面上运动的距离或 ( (3)怎样得到“小车不受力作用时的运动状态”呢,必须要用推理的方法，即:如果小车运动时不受摩擦力的作用，那么小车将 ( 4.(2012?梧州)小明同学在探究“阻力对物体运动影响”的实验时，利用如图甲所示的装置，实验中该同学先后三次将同一小车放在同一斜面上的同一高度，然后分别用不同的力推了一下小车，使其沿斜面向下运动，先后在水平桌面上铺上毛巾、棉布、木板，使水平面的粗糙程度越来越小，观察小车移动的距离，从而得出阻力和运动的关系( (1)在实验操作中有一处明显的错误是(不必解释错误的原因)___________( (2)小明用正确方法做了三次实验，小车分别停在如图乙、丙、

高中物理必修一：《牛顿第一定律》练习题[精选]

1、关于伽利略理想实验，以下说法正确的是（ BC ） A.伽利略理想实验是假想的，是没有科学依据的 B. 伽利略理想实验是在可靠的事实的基础上进行的抽象思维而创造出来的一种科学推理方法，是科学研究中的一种重要方法 C.伽利略的理想实验有利地否定了亚里士多德的观点 D.现在，伽利略的斜面实验已不再是理想实验，是可以做出的实验了 2、伽利略的理想斜面实验说明（ B ） A.一切物体都具有惯性 B.亚里士多德的运动和力的关系是错误的 C.力是维持物体运动状态的原因 D.力是改变物体运动状态的原因 3、关于力与运动，下列说法中正确的是（ C ） A.静止的物体或匀速直线运动的物体一定不受力任何外力作用 B.当物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态 C.当物体的运动状态改变时，物体一定受到外力作用 D.物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向 4、以下说法中正确的是（ ABD ） A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律 B.不受外力作用时，物体的运动状态保持不变是由于物体据有惯性 C.在水平面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果 D.物体运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用 5、下列关于惯性的说法，正确的是（ D ） A.人走路时没有惯性，被绑到时有惯性 B.物体不受外力时有惯性，受到外力后惯性被克服掉了，运动状态才发生变化 C.物体的速度越大惯性越大，因为速度越大的物体越不容易停下来 D.惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性 6、某人用力推原来静止在水平面上的小车，是小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持

小车做匀速指向运动，可见（ CD ） A.力是使物体维持物体运动的原因 B.力是维持物体运动速度的原因 C.力是使物体速度发生改变的原因 D.力是改变物体运动状态的原因 7、在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员做立定跳远，若向各个方向都用相同的力起跳，则（ D ） A.向北跳最远 B. 向南跳最远 C.向东向西跳一样远，但没有向南跳远 D.无论向哪个方向跳都一样远 8、人从行驶的汽车上跳下来后容易（ A ） A.向汽车行驶的方向跌倒 B.向汽车行驶的反方向跌倒 C.向汽车右侧方向跌倒 D.向汽车左侧方向跌倒 9、如图1所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m 1，m 2的两个小球，（m 1>m 2），两小球原来随车一起运动，当车突然停止时，若不考虑其他阻力，则两个小球（ B ） A.一定相碰 B.一定不相碰 C.不一定相碰 D.无法确定 10、火车在长直轨道上匀速行驶,坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛,钥匙将落在（C ） A.手的后方 B.手的前方 C.落在手中 D.无法确定 11、下列情况中，物体运动状态发生变化的是（ ABD ） A ．火车进站时 B ．汽车转弯时 m 1 图1

实验验证牛顿运动定律

实验:验证牛顿运动定律 [基本要求] [数据处理] 1.探究加速度与力的关系以加速度a 为纵轴、F 为横轴，先根据测量的数据描点，然后作出图象，看图象是否是通过原点的直线，就能判断a 与F 是否成正比. 2.探究加速度与质量的关系以a 为纵轴、m 为横轴，根据各组数据在坐标系中描点，将会得到如图甲所示的一条曲线，由图线只能看出m 增大时a 减小，但不易得出a 与m 的具体关系.若以a 为纵轴、1m 为横轴，将会得到如图乙所示的一条过原点的倾斜直线，据此可判断a 与m 成反比. [误差分析] 1.因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力m ′g 代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力. 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引起误差.

[注意事项] 1.平衡摩擦力：一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调整出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车所受的摩擦阻力.在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动. 2.不需要重复平衡摩擦力：整个实验中平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车的质量，都不需要重新平衡摩擦力. 3.实验条件：每条纸带必须在满足小车的质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出，只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力. 4.“一先一后”：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，再释放小车. 考向1 对实验原理和注意事项的考查 [典例1] (1)我们已经知道，物体的加速度a 同时跟合外力F 和质量M 两个因素有关.要研究这三个物理量之间的定量关系，需采用的思想方法是 . (2)某同学的实验方案如图所示，她想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F ，为了减少这种做法带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施： ①用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是 . ②使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于 . (3)该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种： A.利用公式a ＝2x t 2计算 B.根据逐差法利用a ＝Δx T 2计算两种方案中，选择方案比较合理. [解析] (1)实验研究这三个物理量之间关系的思想方法是控制变量法.(2)用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是平衡摩擦力，只有在满足砂桶的质量远小于小车的质量时，拉力才可近似等于砂桶的重力.(3)计算加速度时，用逐差法误差较小. [答案] (1)控制变量法 (2)平衡摩擦力砂桶的重力 (3)B 考向2 对数据处理和误差的考查 [典例2] (2016·新课标全国卷Ⅲ)某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系.图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码.

《验证牛顿第二定律》实验

《验证牛顿第二定律》实验【重点知识提示】 1．实验目的、原理实验目的验证牛顿第二定律，即物体的质量一定时，加速度与作用力成正比；作用力一定时，加速度与质量成反比．实验原理：利用砂及砂桶通过细线牵引小车做加速运动的方法，采用控制变量法研究上述两组关系．如图4—6所示，通过适当的调节，使小车所受的阻力忽略，当M 和m 做加速运动时，可以得到 g m M m a += m M M mg T +?= 当M>>m 时，可近似认为小车所受的拉力T 等于mg ． 2．平衡摩擦力．．．．．：在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动其位置，直至后面的纸带连好并不挂砂桶的小车刚好在斜面上保持匀速运动为止． 3．注意事项该实验原理中T=m M M mg +?，可见要在每次实验中均要求．．．．．．．．．．．．M>>m ．．．．，．只有这样，才能使牵引小车的牵引力近似等于砂及砂桶的重力．在平衡摩擦力时，垫起的物体的位置要适当，长木板形成的倾角既不能太大也不能太小，同时每次改变M 时，不再重复平衡摩擦力．【例1】在《验证牛顿第二定律》的实验中，在研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时，下列说法中错误的是 ( ) A ．平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上 B ．每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力 C ．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源 D ．小车运动的加速度，可从天平测出装砂小桶和砂的质量m 及小车质量M ，直接用公式a=M mg 求出(m<

牛顿第一定律测试题

《牛顿第一定律》检测题 A卷一、填空题（每空1分，共13分） 1．大量事实表明，物体都有保持的性质，这种性质我们把它叫做。 2．你一定有这样的体会：将自行车的金属车铃按以下后，铃还会连续转动几圈，发出一串铃声，这是由于的缘故。 3．原来静止的物体，在没有受到力作用时，它将处于状态，原来运动的物体在没有受到力作用时，它将处于状态。 4．小实验能帮助我们认识许多物理问题。你可以按如图所示进行实验，在光滑桌面上铺有薄桌布，桌布上放置盛有水的两个杯子。当猛地将桌布从桌面沿水平方向拉走时，桌布上的杯子随之运动(选填“会”或“不会”)，这表明杯子具有。 5．抛出去的铅球虽然不再受手的推力，但还能在空中飞行，这是因为铅球具有。它在空中沿曲线运动落回地面，在此过程中，它一定是受到了的作用。 6．牛顿第一定律也叫做惯性定律。惯性和惯性定律的不同之处在于：是描述物体运动规律的，是描述物体自身性质的；的成立是有条件的，而是任何物体都具有的。二、选择题（每小题3分，共30分） 1．在物理学中，牛顿第一定律是用什么方法获得的（） A．单纯的实验方法B．单纯的推测方法C．数学推导的方法D．实验加推理的方法2．我国交通法规规定，坐在小型客车前排的驾驶员和乘客都必须在胸前系上安全带，这主要是为了减轻下列哪种情况下可能对人造成的伤害（） A. 紧急刹车 B. 突然启动 C. 车速太快 D. 车速太慢 3．在日常生活中，我们常有下列一些经历或体验.。其中，与物理学中所说的惯性有关的是（）A．明知自己的某个习惯动作不好，可是很难在短期内彻底改正 B．公交车往往是开开停停，因而给乘客们带来后仰前俯的烦恼 C．提着较重的物体走路，时间长了会感到手臂肌肉酸痛 D．长时间看书，突然抬头看远处的景物会感到模糊 4．一个物体在不受外力作用的情况下，关于其运动状态的描述正确的是（） A．一定保持静止状态B．一定保持匀速直线运动状态 C．可能保持静止状态，也可能保持匀速直线运动状态D．以上对物体运动状态的描述都不正确5．下列现象中由于惯性造成的是（） A．向上抛石块，石块出手后会上升得越来越慢B．向上抛石块，石块出手后最终会落回地面 C．在百米赛跑中，运动员不能立即停在终点处D．船上的人向后划水，船会向前运动 6．教室里悬挂着的电灯处于静止状态，假如它受到的力突然全部消失，它将（）A．加速下落 B。匀速下落C．保持静止 D。可以向各个方向运动 7．短跑运动员跑道终点后，不能立即停下来，这是因为（） A．运动员失去了惯性B．运动员具有惯性C．运动员不受力的作用D．运动员的惯性大于阻力 8．一架沿水平方向匀速直线飞行的飞机，为了能击中地面上的目标，应在何时投弹（） A．在飞抵目标正上方时B．在飞抵目标正上方之前 C．在飞抵目标正上方之后D．无法确定在什么时候投弹 9．学习惯性知识后，同学们对此展开了讨论。下面是关于惯性的几种说法，其中正确的是（） A.物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性 B.物体在不受力或受平衡力作用时才具有惯性 C.一切物体在任何情况下都具有惯性 D.物体只有在运动时才具有惯性 10．随着社会的不断发展和进步，人们的安全意识也越来越强。现代汽车除了前、后排座位都有安全带外，还安装有安全气囊系统，如图所示。这主要是为了减轻下列哪种情况出现时，可能对人身造成的伤害（） A．汽车速度太慢B．汽车转弯 C．汽车突然启动D．汽车前端发生严重撞击

关于验证牛顿第二定律实验的典型例题

关于验证牛顿第二定律实验的典型例题 2013.11 典型例题1——在“验证牛顿第二定律”实验中，研究加速度与力的关系时得到如图所示的图像，试分析其原因．分析：在做关系实验时，用砂和砂桶重力mg代替了小车所受的拉力F，如图所示：事实上，砂和砂桶的重力mg与小车所受的拉力F是不相等的．这是产生实验系统误差的原因，为此，必须根据牛顿第二定律分析mg和F在产生加速度问题上存在的差别．由图像经过原点知，小车所受的摩擦力已被平衡．设小车实际加速度为a，由牛顿第二定律可得：即若视，设这种情况下小车的加速度为，则．在本实验中，M保持不变，与mg（F）成正比，而实际加速度a与mg成非线性关系，且m越大，图像斜率越小。理想情况下，加速度a与实际加速度a差值为上式可见，m取不同值，不同，m越大，越大，当时，，，这就是要求该实验必须满足的原因所在．本题误差是由于砂及砂桶质量较大，不能很好满足造成的．点评：本实验的误差来源：因原理不完善引起的误差，本实验用砂和砂桶的总重力mg代替小车的拉力，而实际小车所受的拉力要小于砂和砂桶的总重力，这个砂和砂桶的总质量越接近小车和砝码的总质量，误差越大，反之砂和砂桶的总质量越小于小车和砝码的总质量，由此引起的误差就越小．因此满足砂和砂桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M的目的就是为了减小因实验原理不完善而引起的误差．此误差可因为而减小，但不可能消去此误差．典型例题2——在利用打点计时器和小车做“验证牛顿第二定律”的实验时，实验前为什么要平衡摩擦力？应当如何平衡摩擦力？

分析：牛顿第二定律表达式中的F，是物体所受的合外力，在本实验中，如果不采用一定的办法平衡小车及纸带所受的摩擦力，小车所受的合外力就不只是细绳的拉力，而应是细绳的拉力和系统所受的摩擦力的合力．因此，在研究加速度a和外力F的关系时，若不计摩擦力，误差较大，若计摩擦力，其大小的测量又很困难；在研究加速度a和质量m的关系时，由于随着小车上的砝码增加，小车与木板间的摩擦力会增大，小车所受的合外力就会变化（此时长板是水平放置的），不满足合外力恒定的实验条件，因此实验前必须平衡摩擦力．应如何平衡摩擦力？怎样检查平衡的效果？有人是这样操作的；把如图所示装置中的长木板的右端垫高一些，使之形成一个斜面，然后把实验用小车放在长木板上，轻推小车，给小车一个沿斜面向下的初速度，观察小车的运动情况，看其是否做匀速直线运动．如果基本可看作匀速直线运动，就认为平衡效果较好．这样操作有两个问题，一是在实验开始以后，阻碍小车运动的阻力不只是小车受到的摩擦力，还有打点计时器限位孔对纸带的摩擦力及打点时振针对纸带的阻力．在上面的做法中没有考虑后两个阻力，二是检验平衡效果的方法不当，靠眼睛的直接观察判断小车是否做匀速直线运动是很不可靠的．正确的做法是。将长木板的末端（如图中的右端）垫高一些，把小车放在斜面上，轻推小车，给小车一个沿斜面向下的初速度，观察小车的运动，当用眼睛直接观察可认为小车做加速度很小的直线运动以后，保持长木板和水平桌面的夹角不动，并装上打点计时器及纸带，在小车后拖纸带，打点计时器开始打点的情况下，给小车一个沿斜面向下的初速度，使小车沿斜面向下运动．取下纸带后，如果在纸带上打出的点子的间隔基本上均匀，就表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面的分力平衡．点评：（1）打点计时器工作时，振针对纸带的阻力是周期性变化的，所以，难以做到重力沿斜面方向的分力与阻力始终完全平衡，小车的运动也不是严格的匀速直线运动，纸带上的点子间隔也不可能完全均匀，所以上面提到要求基本均匀．（2）在实验前对摩擦力进行了平衡以后，实验中需在小车上增加或减少砝码，因此为改变小车对木板的压力，从而使摩擦力出现变化，有没有必要重新平衡摩擦力？我们说没有必要，因为由此引起的摩擦力变化是极其微小的，从理论上讲，在小车及其砝码质量变化时，由力的分解可知，重力沿斜面向下的分力和垂直斜面方向的分力（大小等于对斜面的压力），在斜面倾角不变的情况下是成比例增大或减小的，进而重力沿斜面方向的分力和摩擦力f成比例变化，仍能平衡．但实际情况是，纸带所受阻力，在平衡时有，而当和f成比例变化后，前式不再相等，因而略有变化，另外，小车的轴与轮的摩擦力也会略有变化，在我们的实验中，质量变化较小，所引起的误差可忽略不计．典型例题3——用如图甲所示的装置研究质量一定时加速度与作用力的关系．实验中认为细绳对小车的作用力F等于砂和桶的总重力，用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F，用打点计时器测出小车的加速度a，得出若干组F和a的数值，然后根据测得的数据作a—F图线．一学生作出如图乙所示的图线，发现横轴上的截距OA较大，明显地超出了偶然误差的范围，这是由于实验中没有进行什么步骤？

(完整版)7.1科学探究：牛顿第一定律

八年级沪科版7.1科学探究：牛顿第一定律（教学设计）第一课时一、教材、教法分析教材分析：教材首先通过回忆思考的形式提出问题：如果物体不受力，将会怎样？通过小车在不同表面运动的演示实验，使学生直观的看到物体运动距离与阻力大小的关系，为讲解伽利略的推理作准备。然后讲述伽利略的推理方法和通过推理得出的结论，再介绍迪卡儿对伽利略结论的补充，牛顿最后总结得出的牛顿第一定律。通过这些使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的，正如牛顿所说：“如果说我所看的更远一点，那是因为站在巨人肩上的缘故”。最后指出牛顿第一定律不是实验定律，而是用科学推理的方法概括出来的，定律是否正确要通过实践来检验。给学生以科学方法论的教育。本节课的重点是揭示物体不受力时的运动规律，即牛顿第一运动定律。教法建议： 1.学生学习牛顿第一定律的困难在于从生活经验中得到的一种被现象掩盖了本质的错误观念，认为物体的运动是力作用的结果。如推一个物体，它就动，不再推它时，它便静止。为使学生摆脱这种错误观念，首先要把运动和运动的变化区别开，树立从静到动和从动到静都是“运动状态改变”的概念，这是为了揭示力和运动的关系做的重要铺垫。其次，通过实验确立“力是改变运动状态的原因”的概念。再通过推理建立“不受力运动状态不变”的概念。 2.通过图7-4演示实验的比较、分析、综合、推理是本节课的核心，可对学生进行简单的科学推理方法的教育。在此演示实验中可通过设计不同的问题渗透研究方法。 3.本节课可按着人类对知识的认识顺序组织教学，让学生体会规律的认识过程，对学生进行学史教育。从亚里士多德的观点——伽利略的研究——笛卡尔的补充——牛顿的总结。二、教学目标知识与技能： 1、了解亚里士多德与伽利略的思想冲突。 2、知道牛顿第一定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程。过程与方法： 1.通过斜面小车实验,培养学生的观察能力。 2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理)。情感态度价值观： 1.通过科学史的简介,对学生进行严谨的科学态度教育。 2.通过伽利略的理想实验,给学生以科学方法论的教育。三、教学重难点：教学重点: 通过对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律。教学难点: 1．明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。 2．伽利略理想实验的推理过程。四、教学媒体：斜面，小车，毛巾，棉布，玻璃板，多媒体。五、教学过程一、实验引入：批驳亚里士多德的观点 [演示1]在桌面上推动木块（或板擦）从静止开始慢慢向前运动，撤掉推力,木块立即停止。分析:日常生活中也有许多类似的现象，（如推桌子）。这些现象从表面上看,“必须有力作用

实验四验证牛顿运动定律

实验四验证牛顿运动定律一、基本原理与操作原理装置图操作要领探究方法——控制变量法 (1)平衡：必须平衡摩擦力(改变小车或重物质量，无需重新平衡摩擦力) (2)质量：重物的总质量远小于小车质量(若使用力传感器，或以小车与重物的系统为研究对象无需满足此要求) (3)要测量的物理量 ①小车与其上砝码的总质量(天平) ②小车受到的拉力(约等于重物的重力) ③小车的加速度(根据纸带用逐差法或根据光电门数据计算加速度) (4)其他：细绳与长木板平行；小车从靠近打点计时器的位置释放，在到达定滑轮前按住小车，实验时先接通电源，后释放小车二、数据处理和实验结论 (1)利用Δs＝aT2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，如果这些点在一条过原点的直线上，如图1甲所示，说明a与F成正比。图1 (3)以a为纵坐标， 1 M为横坐标，描点、连线，如果该线为过原点的直线，如图乙

所示，就能判定a与M成反比。注意事项 (1)平衡摩擦力的方法：在长木板无滑轮的一端垫上小木块，使其适当倾斜，利用小车重力沿斜面方向的分力与摩擦力平衡。 (2)判断小车是否做匀速直线运动，一般可目测，必要时可通过打点纸带，看上面各点间的距离是否均匀。 (3)平衡摩擦力时要注意以下几点 ①平衡摩擦力时不能在轻绳的另一端挂托盘 ②平衡摩擦力必须让小车连上纸带，且让打点计时器处于工作状态 ③平衡摩擦力时可借助纸带上点迹是否均匀来判断误差分析 (1)质量的测量、纸带上计数点间距离的测量、拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差。 (2)实验原理不完善引起误差。通过适当的调节，使小车所受的阻力被平衡，当小车做加速运动时，可以得到a ＝ m M ＋m g，T＝ M M＋m mg ＝ mg 1＋ m M ，只有当M m时，才可近似认为小车所受的拉力T等于mg，所以本实验存在系统误差。 (3)平衡摩擦力不准确会造成误差。教材原型实验命题角度实验原理与实验操作【例1】(1)我们已经知道，物体的加速度a同时跟合外力F和质量M两个因素有关。探究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是____________。 (2)某同学的实验方案如图2所示，他想用沙和沙桶的总重力表示小车受到的合外力F，为了减小这种做法带来的实验误差，他先做了两方面的调整措施：

牛顿第一定律练习题

九年级牛顿第一定律练习题一、选择题 1．下面几个说法中正确的是[ ] A．静止或作匀速直线运动的物体，一定不受外力的作用 B．当物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态 C．当物体的运动状态发生变化时，物体一定受到外力作用 D．物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向 2．关于惯性的下列说法中正确的是[ ] A．物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性 B．物体不受外力作用时才有惯性 C．物体静止时有惯性，一开始运动，不再保持原有的运动状态，也就失去了惯性 D．物体静止时没有惯性，只有始终保持运动状态才有惯性 3．关于惯性的大小，下列说法中哪个是正确的？[ ] A．高速运动的物体不容易让它停下来，所以物体运动速度越大，惯性越大 B．用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大 C．两个物体只要质量相同，那么惯性就一定相同 D．在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小 4．火车在长直的轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到原处，这是因为[ ] A．人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随火车一起向前运动 B．人跳起的瞬间，车厢的地板给人一个向前的力，推动他随火车一起运动 C．人跳起后，车继续前进，所以人落下必然偏后一些，只是由于时间很短，偏后的距离不易观察出来

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 5．下面的实例属于惯性表现的是[ ] A．滑冰运动员停止用力后，仍能在冰上滑行一段距离 B．人在水平路面上骑自行车，为维持匀速直线运动，必须用力蹬自行车的脚踏板 C．奔跑的人脚被障碍物绊住就会摔倒 D．从枪口射出的子弹在空中运动 6．关于物体的惯性定律的关系，下列说法中正确的是[ ] A．惯性就是惯性定律 B．惯性和惯性定律不同，惯性是物体本身的固有属性，是无条件的，而惯性定律是在一定条件下物体运动所遵循的规律 C．物体运动遵循牛顿第一定律，是因为物体有惯性 D．惯性定律不但指明了物体有惯性，还指明了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因 7．如图所示，劈形物体M的各表面光滑，上表面水平，放在固定的斜面上．在M 的水平上表面放一光滑小球m，后释放M，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是[ ] A．沿斜面向下的直线 B．竖直向下的直线 C．无规则的曲线 D．抛物线二、填空题 8．行驶中的汽车关闭发动机后不会立即停止运动，是因为____，汽车的速度越来越小，最后会停下来是因为____。

牛顿第一定律(教案)

§4.1 牛顿第一定律（教案）一、教学目标 1．在物理知识方面学习牛顿第一定律的内容，正确理解力跟物体运动的关系，掌握惯性的概念． 2．对客观事物的正确认识需要人们经过由表及里，由片面到全面长时间的认识过程．通过本节的学习要让学生建立起正确的认识论的观点，同时体会到人们认识世界的长期性和艰巨性． 3．物理实验是科学研究的方法，对实际问题做出合理的抽象，进行理想实验的研究正是伽利略得到力与物体运动正确关系的基础．我们要学习这种科学抽象的方法，并把它用到今后的物理研究中去．二、重点、难点分析 1．本节的重点是正确认识物体运动跟力的关系，在物体不受力的情况下，应保持匀速直线运动状态或静止状态．通过对牛顿第一定律的学习，加深对惯性概念的理解． 2．生活常识使人们对力和运动的关系形成了不正确的认识，通过教学要让学生们克服传统观念，形成正确的认识，需要下一定的功夫．三、教具 1．说明伽利略理想实验的装置，自制导轨和小球． 2．说明物体在不受阻力下做匀速直线运动的气垫导轨和滑块． 3．演示惯性的小车和木块．四、主要教学过程 (一)引入新课介绍本章的地位：在第一章我们学习了物体在静止或匀速直线运动状态下的受力问题，这时物体处于平衡状态，所受的力为平衡力．这部分内容在物理学中叫做静力学．第二章研究了物体在直线上的运动，包括匀速运动和变速运动．在变速运动中重点讨论了匀变速直线运动．这部分内容在物体学中属于运动学．在前边两章知识的基础上，我们在第三章里来研究运动和力的关系．这部分知识的基础是牛顿第一定律和第二定律．这部分内容在物理中属于动力学．学习动力学的知识后，可以在知道物体受力情况后确定物体的运动状态；在知道物体的运动状态的情况下，可以确定它的受力情况．动力学的知识在科学研究和生产实际中有着非常广泛的应用，如研究交通工具的速度问题，天体的运动问题等．我们从牛顿第一定律开始． (二)教学过程设计板书：一、牛顿第一定律实验：在桌上放着一本物理书，它是静止的，怎样才能让它运动起来呢？要用力去推它．从这个例子可以看出物体要运动，需要对它施加力的作用．力是使物体运动的原因吗？这是一个运动和力的关系问题．这个问题在2000多年前人们就对它进行了研究，下面我们来回顾一下历史．一、历史上人类对运动与力的关系的认识 2000多年前，古希腊哲学家亚里斯多德根据当时人们对运动和力的关系的认识提出一个观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动．这种观点的提出是很自然的．我们从周围的事情出发，如当拉着玩具小车前进的时候，给人的直接体验是：只有用力拉小车，小车才会前进；停止用力了，小车就会停下来；用力大的时候，小车就运动得快些；用力小的时候，小车就运动得慢些；往哪个方向用力，玩具小车就向那个方向运动等等，好像没有力的作用，物体运动不可能维持，力决定着物体运动的快慢，还决定物体运动的方向。人们的直观感觉虽然是外界事物的真实反映，但它具有片面性和表面性，根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，因为它们有时会引到错误的线索上去，然而人们不能毁灭了直觉的观点还是凭直觉来看问题，错误直觉印象在人脑中有很深的潜意识，形成思维定势．因此亚里士多德的观点统治了人们的思维两千多年。直到17世纪，意大利科学家伽利略才指出这种说法是错误的，他分析到：运动的车停下来是由于摩擦力的原因，运动物体减速的原因是摩擦力．伽利略提出了自己的看法，他指出：物体一旦具有某一速度，没有加速和减速的原因，这个速度将保持不变．这里所指的减速的原因就是摩擦力．为了证实结论的正确，他设计了一个理想实验：实验：伽利略曾注意到，当一个球从一个斜面上滚下而又滚上第二个斜面时，球在第二个斜面上所达到的

验证牛顿第二定律参考实验报告

《验证牛顿第二定律》参考实验报告实验目的 1．熟悉气垫导轨的构造，掌握正确的使用方法。 2．熟悉光电计时系统的工作原理，学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。 3．学会测量物体的速度和加速度。 4．验证牛顿第二定律。实验仪器气垫导轨，气源，通用电脑计数器，游标卡尺，物理天平等。实验原理牛顿第二定律的表达式为 F ＝m a （1—1）验证此定律可分两步（1）验证m 一定时，a 与F 成正比。（2）验证F 一定时，a 与m 成反比。把滑块放在水平导轨上。滑块和砝码相连挂在滑轮上，由砝码盘、滑块、砝码和滑轮组成的这一系统，其系统所受到的合外力大小等于砝码（包括砝码盘）的重力W 减去阻力，在本实验中阻力可忽略，因此砝码的重力W 就等于作用在系统上合外力的大小。系统的质量m 就等于砝码的质量m 1、滑块的质量m 2和滑轮的折合质量2r I 的总和，按牛顿第二定律 a r I m m W )(221++= （1—2）在导轨上相距S （系统默认S=50cm ）的两处放置两光电门k 1和k 2，测出此系统在砝码重力作用下滑块通过两光电门和速度v 1和v 2，则系统的加速度a （可有光电计时器直接读出）等于 S v v a 22122-= （1－3）在滑块上放置双挡光片，同时利用计时器测出经两光电门的时间间隔，则通过2个光电门的速度为（用卡尺测出遮光片两挡光沿的宽度d ?，cm d 1=?）（速度可有光电计时器直接读出） 2 211,t d v t d v ??=??= （1－4）其中d ?为遮光片两个挡光沿的宽度如图1－1所示。在此测量中实际上测定的是滑块上遮光片（宽d ?）经过某一段时间的平均速度，但由于d ?较窄，所以在d ?范围内，滑块的速度变化比较小，故可把平均速度看成是滑块上遮光片经过两光电门的瞬时速度。同样，如果t ?越小（相应的遮光片宽度d ?也越窄），则平均速度越能准确地反映滑块在该时刻运动的瞬时速度。实验步骤 1．调好光电计时器，调整气垫导轨水平（1）首先检查计时装置是否正常。将计时装置与光电门连接好，要注意套管插头和插孔要正确插入，将两光电门按在导轨上，利用功能键调到加速度，利用转换键调至显示速度和加速度。双挡光片第一次挡光开始计时，第二次挡光停止计时就说明光电计时装置能正常