高三一轮复习实验四验证牛顿第二定律
高考物理一轮复习课件第章实验验证牛顿第二定律
3. 将细绳一端固定在滑块上，另一端 通过滑轮悬挂砝码，使滑块受到恒定 的拉力。
2. 用天平测量滑块的质量，并记录数 据。
实验步骤
5. 打开气垫导轨的电源，使滑块 开始运动，并记录滑块通过光电 门的时间。
7. 关闭气垫导轨的电源，结束实 验。
1 2
牛顿第二定律的内容与表达式
理解牛顿第二定律的物理意义，掌握其数学表达 式F=ma，并能运用该定律分析物体的运动情况 。
实验验证牛顿第二定律的方法
掌握实验验证牛顿第二定律的基本原理和方法， 包括控制变量法、图像法等。
3
误差分析与数据处理
理解实验误差的来源和减小误差的方法，掌握实 验数据的处理方法，如列表法、图像法等。
实验注意事项
强调实验操作过程中的安 全注意事项，如正确使用 实验器材、避免损坏实验 装置等。
学生提问与讨论环节
提问方式
鼓励学生主动提问，可以 采取口头提问、书面提问 等方式。
问题类型
引导学生提出与实验相关 的问题，如实验原理、实 验步骤、实验结果分析等 方面的问题。
讨论方式
组织学生分组讨论，每组 选取一个代表发言，其他 学生可以补充或提出不同 意见。
对实验数据进行测量、记录、整理和 分析，通过图表等形式呈现实验结果 。
通过改变作用在物体上的力和物体的 质量，测量物体的加速度，从而验证 牛顿第二定律。
牛顿第二定律的表述
表述一
物体加速度与作用力成正比，与 物体质量成反比。
表述二
物体所受合外力等于物体质量与加 速度的乘积。
表述三
当物体受到一定作用力时，其加速 度与质量成反比；当物体质量一定 时，其加速度与作用力成正比。
2020届高考物理一轮复习人教版验证牛顿第二定律测动摩擦系数作业Word版含答案
1．（2018•新课标Ⅱ）某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数，跨过光滑定滑轮的细线两端分別与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码，缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。
某次实验所得数据在下表中给出，其中f4的值可从图（b）中弹簧秤的示数读出。
回答下列问题：（1）f4＝N；（2）在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f﹣m图线；（3）f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝，f﹣m图线（直线）的斜率的表达式为k＝；（4）取g＝9.80m/s2，由绘出的f﹣m图线求得μ＝（保留2位有效数字）【答案】（1）2.75；（2）如图所示；（3）μ（M+m）g；μg；（4）0.38（0.37﹣0.41均正确）【解析】（1）由图可以看出，弹簧秤的指针在2.70和2.80之间，读数为2.75N；（2）图中确定m＝0.05kg和m＝0.20kg时的点，通过描点后，画图如图所示（3）f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝μ（M+m）g；k的表达式为k＝μg；（4）由图象可以得出斜率为k＝＝3.75，所以＝＝0.38。
2．（2014•山东）某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度。
实验步骤：①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；②用装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示，在A端向右拉动木板，待弹簧秤实数稳定后，将读数记为F；③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②，实验数据如表所示：④如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左侧C处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P 连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h；⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点（未与滑轮碰撞），测量C、D间的距离。
2021届高考物理必考实验四：验证牛顿第二定律【含答案】
2021届高考物理必考实验四：验证牛顿第二定律1.实验原理(1)保持质量不变,探究加速度与合力的关系。
(2)保持合力不变,探究加速度与质量的关系。
(3)作出a-F图象和a-图象,确定其关系。
2.实验器材打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、砝码、夹子、细绳、交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。
3.实验步骤(1)测量:用天平测量小盘和砝码的质量m',小车的质量m。
(2)安装:按照如图所示的装置把实验器材安装好,但是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(不给小车牵引力)。
(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)操作:①小盘通过细绳绕过定滑轮系在小车上,先接通电源,后放开小车,打点结束后先断开电源,再取下纸带。
②保持小车的质量m不变,改变小盘和砝码的质量m',重复步骤①。
③在每条纸带上选取一段比较理想的部分,测加速度a。
④描点作图,以m'g作为拉力F,作出a-F图象。
⑤保持小盘和砝码的质量m'不变,改变小车质量m,重复步骤①和③,作出a-图象。
4.数据分析(1)利用Δx=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,说明a与F成正比。
(3)以a为纵坐标,为横坐标,描点、连线,如果该线为过原点的直线,就能判定a与m成反比。
5.注意事项(1)平衡摩擦力:适当垫高木板的右端,使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力。
在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细绳系在小车上,让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动。
(2)不重复平衡摩擦力。
(3)实验条件:m≫m'。
(4)“一先一后一按”:改变拉力或小车质量后,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。
【最新高考真题解析】1.（2020年北京卷）在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：（1）为猜想加速度与质量的关系，可利用图1所示装置进行对比实验。
实验04 验证牛顿第二定律(解析版)
实验四 验证牛顿第二定律（解析版）1.实验原理 (1)保持质量不变,探究加速度与合力的关系。
(2)保持合力不变,探究加速度与质量的关系。
(3)作出a-F 图象和a-图象,确定其关系。
1m 2.实验器材 打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、砝码、夹子、细绳、交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。
3.实验步骤 (1)测量:用天平测量小盘和砝码的质量m',小车的质量m 。
(2)安装:按照如图所示的装置把实验器材安装好,但是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(不给小车牵引力)。
(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)操作:①小盘通过细绳绕过定滑轮系在小车上,先接通电源,后放开小车,打点结束后先断开电源,再取下纸带。
②保持小车的质量m 不变,改变小盘和砝码的质量m',重复步骤①。
③在每条纸带上选取一段比较理想的部分,测加速度a 。
④描点作图,以m'g 作为拉力F ,作出a-F 图象。
⑤保持小盘和砝码的质量m'不变,改变小车质量m ,重复步骤①和③,作出a-图象。
1m4.数据分析 (1)利用Δx=aT 2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,说明a 与F 成正比。
(3)以a 为纵坐标,为横坐标,描点、连线,如果该线为过原点的直线,就能判定a 与m 成反比。
1m 5.注意事项 (1)平衡摩擦力:适当垫高木板的右端,使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力。
在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细绳系在小车上,让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动。
(2)不重复平衡摩擦力。
(3)实验条件:m ≫m'。
(4)“一先一后一按”:改变拉力或小车质量后,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。
实验4 验证牛顿第二定律(题型专练)-2021年高考物理一轮复习实验专题考点全析(解析版)
实验4 验证牛顿第二定律则一．多选题1．研究小组的同学们用如图所示的装置探究物体的加速度与力、质量的关系之后，对此实验又做了进一步的分析：在实验前通过垫块已经平衡了阻力，且砂和砂桶的总质量远小于小车和车上砝码的总质量，由静止释放小车后，下列说法中正确的是（）A．砂和砂桶减少的重力势能大于车和砝码增加的动能B．砂和砂桶的动量变化等于对应过程中其所受重力的冲量C．小车和砝码增加的动量等于对应过程中细绳对小车拉力的冲量D．小车和砝码增加的动能等于对应过程中细绳对小车拉力所做的功【答案】ACD【解析】A、将小车（含车上砝码）和砂（含砂桶）当成一个系统，在小车（含车上砝码）运动过程中，木板对小车的摩擦力要做负功，即小车运动过程除重力外还要克服摩擦力做功，故系统机械减小，所以砂和砂桶减少的重力势能大于车和砝码增加的动能，故A正确；B、以砂和砂桶为研究对象，受到自身的重力以及绳子的拉力，根据动量定理得到：砂和砂桶的动量变化等于对应过程中其所受重力与绳子拉力的合力所产生的冲量，故B错误；CD、平衡摩擦力后，小车和砝码所受的合力就是绳子的拉力，根据动量定理得到：小车和砝码增加的动量等于对应过程中细绳对小车拉力的冲量；根据动能定理得到：小车和砝码增加的动能等于对应过程中细绳对小车拉力所做的功，故CD正确；故选：ACD。
2．如图是某同学利用教材提供的方案进行“探究加速度与力、质量的关系”实验时，正要打开夹子时的情况．某同学指出了实验时的几个错误，其说法正确的有（）A．该实验前没有平衡摩擦力B．拉小车的细线应平行桌面C．实验电源应为交流电电源D．释放小车前打点计时器应向左移动以靠近小车【答案】ABC【解析】A、木板水平放置，该实验前没有平衡摩擦力，故A正确。
B、如果细线不保持水平，那么小车的合力就不等于绳子的拉力。
小车的合力就不能正确测量，故B正确。
C、电火花和电磁计时器都使用交流电源，故C正确。
D、小车应靠近打点计时器且打点计时器应距左端较远，这样便于小车运动一段过程，从而能准确测量小车的加速度，减小误差，故不能移动打点计时器，只能向右移动小车。
新课标2012届高考物理总复习配套课件实验4 验证牛顿第二定律
高三总复习
人教版· 人教版· 物理
表(一) 一 实验次数 1 2 3 4 /(m·s 加速度a/(m s－2) 小车受力F/N
高三总复习
人教版· 人教版· 物理
表(二) 二 实验次数 1 2 3 /(m·s 加速度a/(m s－2) 小车质量M/kg
高三总复习
人教版· 人教版· 物理
8.数据处理 数据处理 (1)用纵坐标表示加速度 ，横坐标表示作用力 ，作用力的大小 用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，作用力的大小F 用纵坐标表示加速度 等于小盘和砝码的总重力，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点， 等于小盘和砝码的总重力，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点， 如果这些点是在一条过原点的直线上，便证明了加速度与作用力成正 如果这些点是在一条过原点的直线上， 比． (2)用纵坐标表示加速度 ， 横坐标表示小车和砝码总质量的倒数 ， 用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和砝码总质量的倒数， 用纵坐标表示加速度 根据实验结果在坐标平面上画出相应的点， 根据实验结果在坐标平面上画出相应的点，如果这些点是在一条过原 点的直线上，就证明了加速度与质量成反比． 点的直线上，就证明了加速度与质量成反比．
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5．改变小盘内砝码的个数，重复步骤4，并多做几次． ．改变小盘内砝码的个数，重复步骤 ，并多做几次． 6．保持小盘内的砝码个数不变 ， 在小车上放上砝码改变小车的 ． 保持小盘内的砝码个数不变， 质量，让小车在木板上滑动打出纸带．计算砝码和小车的总质量M， 质量 ， 让小车在木板上滑动打出纸带 ． 计算砝码和小车的总质量 ， 并由纸带计算出小车对应的加速度． 并由纸带计算出小车对应的加速度． 7．改变小车上砝码的个数，重复步骤 ，并将所对应的质量和加 ．改变小车上砝码的个数，重复步骤6， 速度填入表(二 中 速度填入表 二)中．
高考物理新课标一轮复习课件实验验证牛顿第二定律
养自己的物理思维方式和能力。
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THANKS
感谢观看
REPORTING
体育运动中牛顿第二定律的应用
跑步中的加速度
在短跑比赛中，运动员需要迅速加速以达到最大速度。牛顿 第二定律解释了运动员如何通过增加腿部力量来获得更大的 加速度。
跳水中的动量定理
跳水运动员在空中完成动作后入水，入水瞬间会受到很大的 冲击力。运动员通过调整身体姿势和入水角度，可以减小受 到的冲击力，这也是牛顿第二定律的应用。
简洁明了，便于记录和整理实验 数据。
表格内容
包括实验日期、实验条件（如小车 质量、斜面倾角等）、测量数据（ 如加速度、力等）以及备注等。
数据记录要求
准确、完整、清晰，便于后续数据 处理和分析。
数据处理及分析方法
数据处理
对实验数据进行整理、筛选和计 算，得出所需结果。
数据分析方法
采用图表分析、比较分析等方法 ，对实验数据进行深入分析，探
XX
高考物理新课标一轮
复习课件实验验证牛
顿第二定律
汇报人：XX
20XX-01-17
REPORTING
• 实验目的与原理 • 实验操作与数据记录 • 误差来源及减小措施 • 实验结果与讨论 • 牛顿第二定律在生活中的应用 • 总结回顾与拓展延伸
目录
XX
PART 01
实验目的与原理
REPORTING
实验曲线图
根据实验数据，绘制出加速度与 合外力的关系曲线图，直观地展 示实验结果。
结果分析和讨论
数据分析
通过对实验数据进行统计分析，可以 得出加速度与合外力成正比、与质量 成反比的结论，从而验证牛顿第二定 律。
误差来源
分析实验过程中可能产生的误差来源 ，如摩擦力、空气阻力、测量误差等 ，并对误差进行合理估计。
高考物理一轮复习(新高考版2(粤冀渝湘)适用) 第3章 实验四 验证牛顿运动定律
解析 平衡摩擦力时，应不挂沙桶， 只让小车拖着纸带在木板上做匀速 运动，选项A错误； 平衡摩擦力时，小车后面应固定一条纸带，纸带穿过打点计时器，选 项B正确； 小车释放前应靠近打点计时器，且先接通打点计时器的电源后释放小 车，选项C错误；
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(2)将沙和沙桶的总重力 mg 近似地当成小车所受的拉力 F 会给实验带来 系统误差.设小车所受拉力的真实值为 F 真，为了使系统误差mgF－真F真<5%， 小车和砝码的总质量是 M，则 M 与 m 应当满足的条件是Mm<__0_._0_5___.
6.误差分析 (1)实验原理不完善：本实验用槽码的总重力m′g代替小车的拉力，而实 际上小车所受的拉力要小于槽码的总重力. (2)平衡摩擦阻力不准确、质量测量不准确、计数点间距离测量不准确、 纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差.
02
考点一 教材原型实验
例1 (2020·山东模拟)某同学利用如图2甲所示的装置探究加速度与物体 受力、物体质量的关系.实验时，把数据记录在表格中，数据是按加速度 大小排列的，第8组数据中小车质量和加速度数据漏记.
12
解析 在本实验中认为细线的拉力 F 等于沙和沙桶的总重力 mg，由此造 成的误差是系统误差，对小车，根据牛顿第二定律得：a＝FM真，对整体， 根据牛顿第二定律得：a＝Mm＋gm，且mgF－真F真<5%，解得：Mm<0.05.
12
(3)在完成实验操作后，用图象法处理数据，得到小车的加速度倒数
1 a
m 图象.
4.数据处理
(1)利用逐差法或v－t图象法求a.
(2)以a为纵坐标，F为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，
说明a与F成正比. (3)以a为纵坐标，m1 为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线， 就能判定a与m成反比.
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③取下细绳和砂桶,测量砂和砂桶的总质量m,并记录 ④把小车置于靠近滑轮的位置,由静止释放小车,记录小车
先后通过光电门甲和乙时显示的时间,并计算出小车到达 两个光电门时的速度和运动的加速度
⑤重新挂上细绳和砂桶,改变砂桶 中砂的质量,重复 ②~④的步骤
典型例题
实验步骤
1、实验初，需要测量哪些质量？
2、如何平衡摩擦力？ 需不需要挂小盘？需不需要安装纸带？ 改变小车的质量后，需不需要重新平衡摩擦？
3、为什么实验中需满足小车的质量远远的大于小 盘和砝码的总重力？
4、怎样确保质量不变和合外力不变？
实验步骤
实验中错误的地方有：
（1）未平衡摩擦力 （2）细线未与木板平行 （3）小车离打点计时器较远
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典型例题
(09年江苏)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系” 的实验装置如图甲所示． (1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条 纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02 s．从比 较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点 之间的距离．该小车的加速度a＝________m/s2.(结果保留 两位有效数字)
请根据实验数据作出a－F的关系图象．
(3)根据提供的实验数据作出的a－F 图线不通过原点，请说明主要原 因．
答案：（1）0.16 （3）未考虑砝码盘的质量
典型例题
某同学利用如图甲所示的装置探究小车的加速度与所受合 外力的关系,具体实验步骤如下:
①按照图甲所示安装好实验装置,并测出两光电门间距离l ②平衡摩擦力即调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车沿
(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上
砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，
测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重
力F的实验数据如下表：
砝码盘中砝码总重力F(N) 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980
加速度a(m·s－2)
0.69 1.18 1.66 2.18 2.70
(1)用游标卡尺测得遮光片宽度如图乙所示,宽度d= cm
(2)关于本实验的说法正确的是 B 。
0.675
A.平衡摩擦力时要取下细绳和砂桶
B.平衡摩擦力时不需要取下细绳和砂桶
C.砂桶和砂的总质量必须远远小于小车的质量
D.小车的质量必须远远小于砂桶和砂的总质量
(3)若实验中测量遮光片宽度时存在测量误差,测量结果偏
数据处理
控制小车的质量
实验次数 加速度a/(m·s－2)
1
2
3
控制砝码盘中砝码的个数
实验次数
1 2 3
加速度a/(m·s－2)
小车受力F/N 小车质量M/kg
数据处理
控制小车的质量
实验次数 加速度a/(m·s－2)
1 2 3
小车受力F/N
数据处理
控制砝码盘中砝码的个数
实验次数 加速度a/(m·s－2) 小车质量M/kg
大,其他条件不变,则小车加速度的测量值 大于(选填“大
于”“等于”或“小于”)真实值。
实验四 验证牛顿第二定律
高三物理备课组
实验目的
1．学会用控制变量法研究物理规律． 2．验证牛顿第二定律． 3．掌握利用图象处理数据的方法．
Байду номын сангаас
实验原理
需要探究加速度a、合外力F和质量m之间的关系
控制小车质量m不变，研究a和F之间的关系。 控制合外力F不变，研究a和m之间的关系。
实验器材
天平 毫米刻度尺