（浙江專版）2019版高考物理大一輪復習 第三章 牛頓運動定律 實驗5 探究作用力和反作用力的關系創(chuàng)新學案

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1、 實驗5　探究作用力和反作用力的關系(必考) [考綱解讀]　(1)會通過實驗探究作用力和反作用力之間的關系。(2)體驗用力傳感器研究作用力與反作用力關系的方法。 1.用彈簧測力計探究作用力與反作用力的關系 如圖甲所示，任取A、B兩個彈簧測力計，使兩掛鉤鉤住，B固定，A用手拉著。彈簧測力計A受到B的拉力FBA，彈簧測力計B受到A的拉力FAB。讀出此時兩個彈簧測力計的示數(shù)FA和FB，比較FA和FB的大小和方向。 如圖乙所示，將兩個彈簧測力計掛鉤鉤住，B連接一塊木塊，A用手拉著。探究在水平方向運動時，F(xiàn)A和FB的大小和方向。將拉動方向改為豎直方向，如圖丙所示，重復上述探究。

2、2.用力傳感器探究作用力與反作用力的關系 如圖丁所示，用兩只力傳感器鉤住對拉。從計算機屏幕上所顯示的力和時間關系圖線中讀出不同時刻兩只力傳感器間的相互作用力FA和FB，比較FA和FB的大小和方向。 彈簧測力計3個、包裝用泡沫塑料若干、小刀1把、木塊1塊、力傳感器2只、數(shù)據(jù)采集器1臺及計算機1臺。 1.用彈簧測力計探究作用力與反作用力的關系 (1)探究靜止狀態(tài)時物體間的作用力與反作用力。 ①取其中兩個彈簧測力計A、B連接在一起，B固定，A用手拉著。在表中記下此時兩彈簧測力計的示數(shù)FA和FB。加大對A的拉力，重復實驗多次。實驗中注意觀察作用力與反作用力的方向及兩彈簧測力計示數(shù)

3、變化是否有先后。 ②若FA和FB大小不等，可嘗試以下步驟：將彈簧測力計A與彈簧測力計C互拉，根據(jù)各次實驗中FA的大小記下對應的彈簧測力計C示數(shù)FA′；將彈簧測力計B與彈簧測力計C互拉，根據(jù)各次實驗中FB的大小記下對應的彈簧測力計C示數(shù)FB′。比較FA′與FB′的大小關系。 (2)增加彈簧測力計的“記憶功能”，即在彈簧測力計的指針下面放上一點泡沫塑料。 (3)探究沿水平方向運動時物體間作用力與反作用力。 ①將具有“記憶功能”的彈簧測力計A和B掛鉤連接在一起，彈簧測力計B連接一塊小木塊，用手拉A使木塊運動一段時間后停下來。根據(jù)泡沫塑料的位置讀出兩彈簧測力計的最大示數(shù)FA和FB，記錄在表中。

4、實驗中要注意觀察作用力與反作用力的方向。 ②若FA和FB大小不等，則可保持泡沫塑料的位置不變，將彈簧測力計A和B分別與彈簧測力計C互拉，直至A、B兩彈簧測力計的示數(shù)分別為FA和FB，記下彈簧測力計C的示數(shù)FA′和FB′。比較FA′與FB′的大小關系。 ③以不同運動狀態(tài)(勻速直線運動和加速運動)重復實驗多次，記下相應數(shù)據(jù)。 (4)探究沿豎直方向運動時物體間作用力與反作用力。重復(3)中步驟。 2.用力傳感器探究作用力與反作用力的關系 (1)探究靜止狀態(tài)時物體間的作用力與反作用力。 ①取A、B兩只力傳感器，使兩掛鉤鉤住，B固定，A用手拉著。以不同力拉A一段時間，通過數(shù)字化實驗系統(tǒng)記錄兩

5、傳感器間的相互作用力FA和FB隨時間變化的圖線。 ②仔細觀察FA和FB所對應的兩條曲線，比較不同時刻FA和FB大小是否相等。實驗中觀察體會作用力與反作用力的方向。 ③任取8個時刻，結(jié)合圖線讀出這些時刻兩只傳感器的相互作用力FA和FB，并將所取時刻和對應的FA和FB的值填入表中。 (2)探究沿水平方向運動時物體間的作用力與反作用力。重復(1)中步驟。 (3)探究沿豎直方向運動時物體間的作用力與反作用力。重復(1)中步驟。 考點一　實驗原理和操作 1.使用彈簧測力計前，應先調(diào)節(jié)指針指零刻。 2.彈簧測力計對拉時作用力要在同一直線上。 3.實際的彈簧測力計往往存在一定的示值誤差。

6、發(fā)現(xiàn)兩彈簧測力計示數(shù)不等既不能“視而不見”也不能“武斷定論”。 4.將彈簧測力計A和B分別與彈簧測力計C互拉，通過與C的示數(shù)比較確定兩彈簧測力計拉力是否相等，是一種“等效替代”的方法。 5.同一實驗步驟中，泡沫塑料位置必須保持不變。 6.用傳感器進行實驗時，也需要調(diào)零。 7.用傳感器對拉時要使作用力在同一直線上。 1.如圖所示，利用彈簧測力計探究作用力與反作用力關系的實驗中： (1)(多選)關于實驗以下說法正確的是________。 A.若滑塊靜止不動，則彈簧測力計A對B的拉力與B對A的拉力大小相等 B.若滑塊做勻速直線運動，則彈簧測力計A對B的拉力與B對A的拉力大小相

7、等 C.若滑塊做勻加速直線運動，則彈簧測力計A對B的拉力與B對A的拉力大小不相等 D.若滑塊做變加速直線運動，則彈簧測力計A對B的拉力與B對A的拉力大小不相等 (2)如圖所示，在彈簧測力計的指針下面放上一點泡沫塑料的作用是________。 A.為了增大指針受到的阻力 B.可以幫助我們記錄下指針示數(shù)的最大值 C.防止指針與彈簧測力計外殼間的摩擦 D.防止測的力超過彈簧測力計的測量范圍 解析　(1)彈簧測力計A對B的拉力與B對A的拉力大小關系與運動狀態(tài)無關，作用力與反作用力總是大小相等。故選項A、B正確。(2)在彈簧測力計的指針下面放上一點泡沫塑料，可以做成帶“記憶功能”的彈簧測

8、力計，在實驗中泡沫塑料停在拉力最大的位置上，方便我們記錄指針示數(shù)。故選項B正確。 答案　(1)AB　(2)B 2.如圖所示，小孫同學用力傳感器A和B做“探究作用力與反作用力的關系”實驗，當用A勻速拉動固定在滑塊上的B時(　　) A.A對應示數(shù)比B大 B.B對應示數(shù)比A大 C.A和B對應示數(shù)有時不相等 D.A和B對應示數(shù)任何時刻都相等 解析　根據(jù)牛頓第三定律，A對B的作用力和B對A的作用力是作用力和反作用力，總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上，故A和B對應示數(shù)任何時刻都相等，故D正確，A、B、C錯誤。 答案　D 考點二　實驗數(shù)據(jù)處理及誤差分析 1.數(shù)據(jù)處理

9、設計表格，記錄實驗中的數(shù)據(jù)，對比兩個力的大小和方向。 2.誤差分析 (1)除彈簧測力計本身的誤差外，還有讀數(shù)誤差。 (2)用兩個彈簧測力計或者傳感器對拉時作用力不在同一直線上，導致讀數(shù)不同。 1.關于用彈簧測力計“探究作用力與反作用力關系”的實驗，與減小實驗誤差無關的操作是(　　) A.實驗時，兩個彈簧測力計的拉力方向應與彈簧軸線方向一致 B.在探究運動過程中的規(guī)律時，要保證彈簧測力計做勻速直線運動 C.檢查指針是否對齊零刻度線 D.使用之前，最好輕輕拉幾次彈簧測力計的掛鉤，避免彈簧被殼子卡住 解析　實驗時，兩個彈簧測力計的拉力方向應與彈簧軸線方向一致，否則容易造成彈簧與

10、外殼之間阻力增大，影響實驗測量，選項A正確，D正確；作用力與反作用力的大小關系與運動狀態(tài)無關，所以B錯誤；如果指針在零刻度線以上或者以下，這時候沒有把指針調(diào)節(jié)至0，就會產(chǎn)生誤差，在零刻度線以上，測出來的力比實際的力小，反之在零刻度線以下，測出來的力比實際的力大，所以選項C正確。故與減小誤差無關的是選項B。 答案　B 2.在探究作用力與反作用力關系的實驗中，其中A、B是兩個力傳感器。 (1)如圖甲所示是對拉的兩個傳感器，傳感器顯示兩鉤子受力隨時間變化的圖象如圖乙所示。 根據(jù)圖象得出的結(jié)論是： ①______________________________________________

11、______________________ _____________________________________________________________________； ②____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)如圖丙所示，將B固定在木塊C上，放開木塊，用A拉B向右運動，上述結(jié)論是否仍成立？ ________________

12、____________________________________________________。 解析　(1)從題圖中可以看出，兩個力傳感器的示數(shù)大小始終相等，而且是同時產(chǎn)生同時消失同時變化。 (2)作用力與反作用力的大小關系與運動狀態(tài)無關，所以結(jié)論成立。 答案　(1)作用力與反作用力大小相等　作用力與反作用力同時產(chǎn)生同時消失　 (2)成立 3.(2015·浙江9月選考測試)在“探究作用力與反作用力的關系”實驗中，某同學用兩個力傳感器進行實驗。 (1)將兩個傳感器按圖甲方式對拉，在計算機屏上顯示如圖乙所示，橫坐標代表的物理量是________，縱坐標代表的物理量是________。 (2)由圖乙可得到的實驗結(jié)論是(　　) A.兩傳感器間的作用力與反作用力大小相等 B.兩傳感器間的作用力與反作用力方向相同 C.兩傳感器間的作用力與反作用力同時變化 D.兩傳感器間的作用力與反作用力作用在同一物體上 答案　(1)時間(t)　力(F)　(2)AC 6