3.8实验 验证牛顿运动定律提纲
3.8 验证牛顿运动定律(清北) 班级_______ 姓名________ ______组 _____号 【学习目标】[来源:Zxxk.Com] 1.通过阅读课本,能够说出本试验的目的,原理及器材; 2.通过小组探讨,能规范试验步骤,总结试验留意事项;[来源:1ZXXK] 3.通过分析典例,会利用作图法处理数据,并分析试验误差; 4.通过老师讲解,能对试验进行改进与创新,并理解a,F,m的关系。 【重点难点】 重点:试验原理、误差分析、留意事项和数据处理。 难点:数据处理和误差分析及创新试验。 【导学流程】 一、基础感知 阅读课本,回答下列问题。[来源:学§科§网] 1. 为什么平衡摩擦力,怎么平衡摩擦力,用重复平衡摩擦力吗?如何检测平衡摩擦力? 2. 用图像处理时,为什么不做a-m图像,做a-的图像? 3. 为什么钩码和托盘的质量m远小于小车和小车中钩码的质量M?[来源:学.科.网] 例1.图为验证牛顿其次定律的试验装置示意图.图中打点计时器的电源为50 Hz的沟通电源,打点的时间间隔用Δt表示.在小车质量未知的状况下,某同学设计了一种方法用来探究“在外力肯定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”.[来源:学,科,网Z,X,X,K] (1) 完成下列试验步骤中的填空:①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点.②按住小车,在小盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码.③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.④按住小车,变更小车中砝码的质量,重复步骤③.⑤在每条纸带上清楚的部分,每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1,s2,….求出与不同m相对应加速度a.⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上作出-m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则与m应成________关系(填“线性”或“非线性”). (2) 完成下列填空:(ⅰ)本试验中,为了保证在变更小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满意的条件________________________.[来源:1ZXXK] (ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3.a可用s1、s3和Δt表示为a=________.图为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的状况,由图可读出s1=________mm,s3=________mm,由此求得加速度的大小a=________m/s2. (ⅲ)图8为所得试验图线的示意图.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为________,小车的质量为________.[来源:学.科.网Z.X.X.K] 思索:试验图线不过原点的缘由? 例2. 如图所示,在探讨牛顿其次定律的演示试验中,若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2,车中所放砝码的质量分别为m1、m2,打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2,则在试验误差允许的范围内,有( )[来源:Z.xx.k.Com] A.当m1=m2、F1=2F2时,x1=2x2 B.当m1=m2、F1=2F2时,x2=2x1 C.当F1=F2、m1=2m2时,x1=2x2 D.当F1=F2、m1=2m2时,x2=2x1 例3.如图所示的试验装置可以探究加速度与力、质量的关系,小车上固定一个盒子,盒子内盛有沙子.沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m,小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M. (1)验证在质量不变的状况下,加速度与合外力成正比;从盒子中取出一些沙子,装入沙桶中,称量并记录沙桶的总重力mg,将该力视为合外力F,对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出.多次变更合外力F的大小,每次都会得到一个相应的加速度.本次试验中,桶内的沙子取自小车中,故系统的总质量不变.以合外力F为横轴,以加速度a为纵轴,画出a—F图象,图象是一条过原点的直线. ①a—F图象斜率的物理意义是______________________________________. ②你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理?[来源:Z|xx|k.Com] 答:________.(填“合理”或“不合理”) ③本次试验中,是否应当满意M≫m这样的条件? 答:________(填“是”或“否”);理由是_____________________________________. (2)验证在合外力不变的状况下,加速度与质量成反比;保持桶内沙子质量m不变,在盒子内添加或去掉一些沙子,验证加速度与质量的关系.本次试验中,桶内的沙子总质量不变,故系统所受的合外力不变. 用图象法处理数据时,以加速度a为纵轴,应当以____________的倒数为横轴. 结合下图探讨图像不是一条过原点直线的缘由 二、探究未知 把自学中的怀疑和发觉的问题,在下列空白处列出,以备议环节与同学探讨。