教學課題：驗證牛頓第二定律
時間
教學目標：1、掌握實驗目的、原理、步驟，
2、理解系統誤差的來源和減小系統誤差的方法
3、會用圖象處理結果
教學重點：實驗原理及步驟
教學難點：引起誤差的原因
教學器材：
教學過程：
教學隨筆
一.實驗原理
實驗裝置如圖。
當系統做加速運動時，有：
a=mg/(M+m)
繩對車的拉力 T=Ma=Mmg/(M+m)=
當M〉〉m時，T≈mg。
故可通過改變砂桶中細砂的質量來改變拉力的大小，從而驗證加速度與拉力的關系；在小車上添加砝碼來改變小車的質量，從而驗證加速度與質量的關系。
二.實驗步驟
1.通過調節木板的傾斜程度，用重力沿斜面的分力來平衡摩擦力。
此時不掛砂桶，但應把紙帶在打點計時器的限位孔中穿好。
2.保持小車的質量不變，改變砂桶中細砂的質量，測出相應的加速度，驗證當M一定時，a與F與關系。
3.保持外力(即砂桶中細砂的質量)不變，在小車上加砝碼，測出相應的加速度，優證當作用力一定時，a與M的關系。
三.數據記錄及處理
1.實驗中要測定小桶和細砂的總質量m，小車及砝碼的總質量M。
2.要在紙帶測出小車的位移。
3.用逐差法處理數據。
4.用圖象法處理數據。
通過實驗所測得的數據，畫出a―F圖、a― 圖。
正確的實驗圖線應如圖1、2所示。
四.誤差分析
1.未滿足M〉〉m這一條件時，會得到圖3所示圖線。
2.未平衡摩擦力，會得到圖4中2所示圖線。
平衡摩擦力過甚，會得到圖4中1所示圖線。
五、實驗題
例1、在做“驗證牛頓第三定律”的實驗中
（1）本實驗備有下列器材：打點計時器、秒表、天平（帶有一套砝碼）、紙帶、復寫紙片、細線、低壓直流電源、砝碼、小車、小桶、砂子、墊木、導線實驗的研究對象是 。實驗中不需要的器材是 ，缺少的器材是 。
（2）某學生做：“驗證牛頓第二定律/的實驗在平衡摩擦力時，把長木板的端墊得過高，使得傾角偏大。他所得到a-F關系可用圖1-11中哪根圖線表示？圖中a是小車的加速度，F是細線作用于小車的拉力，答：
（3）本實驗中，下列說法中正確的是
A. 平衡摩擦力時，小車后面的紙帶必須連好，因為運動過程中紙帶也要受到阻力。
B. 平衡摩擦力時，小桶應該用細線通過定滑輪系在小車上，但小桶內不能裝砂子。
C. 實驗中應該始終保持小車和砝碼的總質量遠遠大于小桶和砂的總質量。
D. 作a-F或a-1/M的圖線時，應該使所畫的直線通過盡可能對稱地分布在直線的兩側 ，如遇個別特別遠離的可舍去。
例2、質量為m的物體放在A地的水平面上，用豎直向上的力F拉物體，物體的加速度a與拉力F的關系如圖線①所示，質量為m′的另一物體在B地做類似實驗，測得a－F關系如圖線②所示，設兩地的重力加速度分別為g和g′，則
A.m′＞m，g′=g B.m′＜m，g′=g
C.m′=m，g′＞g D.m′=m，g′＜g
分析：該題要求學生利用牛頓第二定律培養借助數學圖像分析問題的能力。
在A地，由牛頓第二定律：F-mg=ma 有a=-g=F-g
同理：在B地 a=F-g′
這是一個a關于F的函數
(或)表示斜率，-g(或-g′)表示截距
由圖線可知＜g=g′故m＞m′,g=g′選 項B正確
練習：在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，不改變小車和砝碼的總質量，只改變小桶中砂的質量。當砂的質量分別為m1、m2時，小車運動的v―t圖象如圖所示，則m1與m2相比：
A、m1=m2； B、m1>m2；
C、m1<m2； D、無法確定。
解：由圖，a1>a2。
a=mg/(M+m)=
m越小，a越小。
B正確。
課堂練習：
《金版教程》P103 練習
教學后記：
湖北省互聯網違法和不良信息舉報平臺 | 網上有害信息舉報專區 | 電信詐騙舉報專區 | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區 | 涉企侵權舉報專區
違法和不良信息舉報電話：027-86699610 舉報郵箱：58377363@163.com