高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第二定律优质课课件ppt

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高中物理新教材特点分析
（一）趣味性强，激发学生学习兴趣 在新时代教育制度的改革深化下，学生对于物理课程内容的学习兴趣可以带动学生不断地进行探究。物理课程教学引入趣味性较高的新教材内容，充实物理课堂，引入信息技术，利用多媒体等新时代信息化的教学手段，利用更加直观、动态化的、可观察的教学手段，向学生们展示物理教学课程当中那些抽象的知识点，不断地吸引学生们的好奇心与兴趣力，让学生在物理课堂上能够充分感受到物理的魅力所在。（二）实践性高，高效落实理论学习 在现代化教育课程的背景之下，新课程改革理念越来越融入生活与学习的方方面面，新教材逐步的显现出强大影响力。（三）灵活性强，助力课程目标达成 随着教育制度体系的改革，通过新时代新教材内容的融入，教师不断地革新教学手段，整合线上以及线下的教育资源内容，可以为物理课堂增添新的活力与生机。
SHIYAN YANZHENGNIUDUNDIERDINGLV
专题强化　实验：验证牛顿第二定律
探究重点 提升素养 / 专题强化练
1.进一步理解探究加速度与力、质量的关系的实验方法.2.会利用牛顿第二定律分析实验数据和实验误差.
在“验证牛顿第二定律”实验中需注意以下几个方面：1.补偿阻力：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，在补偿阻力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，让小车拉着纸带匀速运动.2.不重复补偿阻力.3.实验条件：小车的质量m远大于槽码的质量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，且应在小车到达定滑轮前按住小车.
5.作图像时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能均匀分布在所作直线两侧.6.作图时两轴标度比例要选择适当.各量需采用国际单位.
　某实验小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系.
(1)下列做法正确的是_____(填字母代号).A.调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长 木板保持平行B.在调节木板倾斜度来补偿木块受到的阻力 时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C.实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D.通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
实验中细绳要保持与长木板平行，A项正确；补偿阻力时不能将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上，B项错误；
实验时应先接通打点计时器的电源再放开木块，C项错误；通过增减木块上的砝码改变质量时不需要重新补偿阻力，D项正确.
(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)木块和木块上砝码的总质量.
(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套如图甲所示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有补偿阻力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图乙中甲、乙两条直线.设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲______m乙，μ甲________μ乙.(均选填“大于”“小于”或“等于”)
　某同学用如图所示的实验装置“验证牛顿第二定律”，请回答下列有关此实验的问题：(1)该同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材：A.交变电源、导线B.天平(含配套砝码)C.秒表D.刻度尺E.细线、砂和小砂桶其中不必要的器材是____(填字母代号)
由于打点计时器就是一个计时装置，所以不需要秒表.
(2)打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况，其中一部分纸带上的点迹情况如图甲所示，已知打点计时器打点的时间间隔为0.02 s，测得A点到B、C点的距离分别为x1＝5.99 cm、x2＝13.59 cm，则在打下点迹B时，小车运动的速度vB＝________ m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a＝______ m/s2.(结果均保留三位有效数字)
(3)在“探究质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a－F图像，其中图线不过原点的原因是______________；图线在末端弯曲的原因是___________________________________________________.
砂和小砂桶的总质量m不远小于小
　(2021·重庆一中高一期末)甲、乙两个实验小组分别采用如图(a)、(b)所示的实验装置，“探究当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律.已知他们使用的小车完全相同，小车的质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，试回答下列问题：
(1)甲实验小组利用图(a)装置_______补偿小车和长木板之间的阻力和其他阻力，乙实验小组利用图(b)________满足M≫m的条件.(均填“需要”或“不需要”)
题图(a)装置需要让绳子的拉力等于小车所受的合力，故需要补偿小车和长木板之间的阻力和其他阻力；题图(b)装置因为有力传感器，可以直接读出拉力的大小，不需要砝码和砝码盘的总重力近似等于绳子的拉力，故不需要满足M≫m的条件.
(2)利用图(b)装置在满足实验条件时得到一条纸带如图(c)所示，实验所用电源的频率为50 Hz，每5个计时点取一个计数点，A、B、C、D、E为所取计数点，小车质量M＝1 250 g，力传感器示数为0.35 N，重力加速度g取9.8 m/s2，根据纸带可求得小车的加速度大小为_______m/s2，该次实验砝码和砝码盘的总质量为m＝________ kg.(结果均保留三位有效数字)
电源的频率为50 Hz，每5个计时点取一个计数点，可知两计数点之间的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s根据纸带可求得小车的加速度大小为
对砝码和砝码盘，根据牛顿第二定律有mg－FT＝ma，代入数据解得m≈0.036 7 kg.
(3)利用图(a)在满足实验条件时，“探究小车质量一定的情况下其加速度a与砝码重力F(忘记测量砝码盘的质量，但其他操作均正确)的关系”，得到的a－F图线应该是图(d)中的____(填“①”“②”或“③”).
因为忘记测量砝码盘的质量，则当砝码质量为0时，小车有加速度，故应该是图①.
1.某同学利用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验.
(1)如图为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的5个计数点，依次为A、B、C、D和E，相邻计数点之间还有4个点没有标出，已知打点计时器所使用的交变电源的频率为50 Hz.由纸带量出相邻的计数点之间的距离分别为xAB＝4.22 cm、xBC＝4.65 cm、xCD＝5.08 cm、xDE＝5.49 cm，打点计时器打下C点时，小车的速度大小为______ m/s，小车的加速度大小为______ m/s2.(结果均保留两位有效数字)
两计数点间的时间间隔T＝0.1 s，C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，故有：
根据逐差法求得加速度大小为：
(2)该同学“探究保持物体所受合外力不变，其加速度与质量的关系”时，作出如图所示的图像，由图像可知，小车受到的合外力的大小是____ N.
2.在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示.
(1)根据表中的数据在如图所示的坐标系中作出a－F图像.
根据数据在所给坐标系中准确描点，作出的a－F图像如图所示.
(2)图像斜率的物理意义是_______________________.
小车和砝码总质量的倒数
根据F＝Ma及(1)中图像可以判断图像斜率表示小车和砝码总质量的倒数.
(3)小车和砝码的总质量为___ kg.
(4)图线(或延长线)在F轴上的截距的物理意义是_______________________.
小车受到的阻力为0.1 N
由a－F图像可知，当力F＝0.1 N时，小车开始运动，说明小车受到的阻力为0.1 N.
3.如图a为“探究小车的加速度与合外力的关系”的实验装置图，图中A为小车，质量为m1，连接在小车后面的纸带穿过电磁打点计时器，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，B为沙桶和沙，质量为m2，不计绳与滑轮的质量及两者间的摩擦，改变沙的质量，测量多组数据，并在坐标系中作出了如图c所示的a－F图像，其中F＝m2g.
(1)下列说法正确的是_____.A.电磁打点计时器正常工作时使用220 V的交变电源B.实验时应先接通打点计时器的电源后释放小车C.补偿阻力时，应将沙桶用细绳通过定滑轮系在小车上D.为了减小误差，实验中一定要保证m2远小于m1
电磁打点计时器正常工作时使用8 V的交变电源，选项A错误；实验时应先接通打点计时器的电源后释放小车，选项B正确；补偿阻力时应不挂沙桶，只让小车拖着纸带在木板上匀速运动，选项C错误；为了减小误差，实验中一定要保证m2远小于m1，这样才能认为沙桶和沙的总重力等于小车所受的拉力，选项D正确.
(2)图b为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出，各点间的距离如图所示，则小车的加速度大小为____ m/s2(交变电源的频率为50 Hz，结果保留两位有效数字).
两计数点间的时间间隔为T＝0.1 s，
(3)图c所示的a－F图像中，图线不过坐标原点的原因是_______________，由图像求出小车的质量m1为____ kg(结果保留两位有效数字).
4.某同学用如图甲所示装置做“探究物体的加速度与力的关系”的实验，实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力大小作为小车受到的合力大小.用电火花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___________.
将平面轨道的右端垫起，让小车重力沿斜面方向的分力与摩擦阻力平衡，所以这样做的目的是补偿阻力.
(2)图乙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点的距离，如图所示，已知电火花计时器接在频率为50 Hz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2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关系图像，如图所示，此图像的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力B.平面轨道倾斜角度过大C.所挂钩码的总质量过大D.小车的质量过大
在实验中认为小车受到的合力F等于钩码的重力mg，实际上，小车受到的合力小于钩码的重力.当M≫m时，a－F图像为直线，当不满足M≫m时，a－F图像的斜率会变小，选项C正确.
5.(2022·昆明市高一期末)某同学探究加速度与力的关系的实验装置示意图如图所示，在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一宽度为d的窄遮光条，由数字计时器可读出遮光条通过光电门的时间.该同学直接用细线跨过定滑轮把滑块和钩码连接起来，每次滑块都从A处由静止释放.
(1)实验前先调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂钩码时，轻轻推动滑块使之恰好能______运动，则说明气垫导轨已经调至水平.
实验前先调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂钩码时，轻轻推动滑块使之恰好能匀速运动，则说明气垫导轨已经调至水平.
(2)实验时，该同学首先将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间Δt，用刻度尺测量A位置与光电门间的距离L，则滑块的加速度为________.
根据运动学公式v2＝2aL
(3)该同学通过改变钩码的个数来改变滑块所受的合外力，实验时又测量出所挂钩码的质量m和滑块的质量M，正确操作后，实验得到的加速度a随合外力F变化的关系图像可能是____.
因为气垫导轨已经调至水平，所以图像通过坐标原点.又因为钩码的质量不能远远小于滑块的质量，所以图像末端发生弯曲.又因为滑块的加速度不能超过重力加速度，所以图像向下弯曲，故选B.
6.(2021·佳木斯一中高一期末)(1)甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图(a)、(b)、(c)所示的实验装置，“探究当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律.已知他们使用的小车完全相同，小车的质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题：
①甲、乙、丙三个实验小组中，必须补偿小车和长木板之间的阻力的实验小组是_____.A.甲、乙、丙B.甲、乙C.甲、丙
甲、乙、丙实验中，小车和长木板之间都有阻力，为使小车所受的力就是所受的合力，所以都需要补偿阻力，故A正确，B、C错误.
②实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是______(填“甲”“乙”或“丙”).
(a)图是用重物的重力代替绳上的合力，所以必须满足“M远大于m”；(b)、(c)两图绳上的合力由弹簧测力计和力传感器直接测出，所以不需要满足“M远大于m”.故填甲.
③实验时，甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确，他们作出的a－F图线如图(d)中A、B、C所示，则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是________(填“ABC”“BCA”或“CAB”).
(a)图用重物的重力代替绳子的合力，需满足“M远大于m”，当随m的增大，不再满足“M远大于m”时图像出现弯曲，所以甲组对应的图线C.
(b)、(c)图由当重物重力相等时，a乙>a丙，从而确定乙组对应图线A，丙组对应图线B，因此则有甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是“CAB”.
④实验中，有同学用打点计时器得到了在不同拉力作用下的几条较为理想的纸带，交流电源的频率为50 Hz，并在纸带上每5个点取一个计数点，按打点先后依次为0,1,2,3,4,5.由于不小心，几条纸带都被撕断了，如图所示(图中数据为相邻两计数点间的距离)，请根据给出的四段纸带判断：在b、c、d三段纸带中，可能是从纸带a撕下的是_____.A.b B.cC.d D.无法确定
由匀变速直线运动的特点，即相邻的时间间隔位移差相等，得出x12－x01＝6.11 cm－3.00 cm＝3.11 cm，则有xb－x12＝7.43 cm－6.11 cm＝
1.32 cm，b不可能是从a上撕下的；xc－x12＝12.31 cm－6.11 cm＝6.20 cm≈2×3.11 cm，所以c可能是从a上撕下的；xd－x12＝16.32 cm－6.11 cm＝10.21 cm≈3.3×3.11 cm.所以d不可能是从a上撕下的，因此A、C、D错误，B正确.
(3)小明同学采用图(b)实验装置“探究质量一定时加速度与力的关系”实验时，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图像是图(d)中的一条直线，图线与横坐标的夹角是θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为________.