验证牛顿第二定律实验2
验证牛顿第二定律(实验)剖析
验证牛顿第二定律(实验)剖析在物理学中，牛顿第二定律被认为是最重要的定律之一。
它描述了一个物体在作用力的情况下加速度的变化。
该定律被表示如下：“物体的加速度是所施力的大小和方向之和，与物体的质量成反比。
”为了验证这个定律，实验需要进行以下几个步骤：步骤1：获取实验材料进行这个实验，所需的材料为一根重物，一个弹性绳，一把测力计，一台电子秤和一个助手。
步骤2：测量质量使用电子秤，测量重物的质量，并将其记录下来。
步骤3：测量弹性系数将弹性绳的一端绑在重物上，另一端固定在固定点。
然后拉伸弹性绳，测量伸长的长度。
重复此过程几次，以确保得到准确的弹性系数。
步骤4：测量加速度通过拉扯弹性绳的方式施加力，可以使重物始终处于加速状态。
启动计时器，记录重物在弹性绳拉伸状态下移动的时间和距离。
用这些数据计算出重物的加速度。
步骤5：记录数据使用测力计记录重物在受到不同力施加时的拉力结果，并将它们记录在数据表中。
根据数据表中记录的不同力施加情况下的拉力结果，绘制拉力-加速度图表。
从图表中可以得出牛顿第二定律的结论。
结论：基于这个实验，可以得出牛顿第二定律的结论：加速度与所施力的大小和方向成正比，与物体的质量成反比。
这就是说，当一样给定力作用于一个质量更大的物体时，它的加速度将比同等力作用于更小质量物体时更小。
这个实验中的数据可以用来计算物体的加速度，从而验证牛顿第二定律。
通过测量拉力结果并绘制拉力-加速度图表，可以确定所施力的大小和方向对物体加速度的影响。
这表明牛顿第二定律是可靠的，可以用来解释物理世界中发生的现象。
实验2.4牛顿第二定律的验证
实验2.4 牛顿第二定律的验证[实验目的]1、学习气垫导轨的调节与使用；2、熟悉光电门、数字计时器的使用；3、研究力、质量和加速度之间的关系，验证牛顿第二定律。
[实验仪器]气垫导轨，数字计时器或电脑通用计数器，托盘天平，微音洁净气泵等。
[实验原理]验证性实验都是在某一理论结果已知的条件下进行的,所谓验证是指实验的结果和理论结果完全一致，但这种一致实质上是在实验装置、方法存在误差范围内的一致，若实验结果与理论结果之差超出了实验误差的范围，则不能说验证了理论的正确性，此时或者否定验证方法的可靠性，或者怀疑理论本身的正确性，但无论怎样由一次实验或一种实验装置得出这种结论都是非常困难的，要做大量的对比实验才能得到科学正确的结论，切不可草率地下结论．即使实验结果与理论结果之差在实验的误差之内，也不能武断地认为一定验证了理论的正确性往往随着实验水平的提高而发现了理论上的不足之处，从而推动了理论工作的不断发展．因此验证性实验是属于难度很大的一类实验．验证性实验可分两大类：一是直接验证，一是间接验证．本实验属于直接验证，所谓直接验证是对理论所涉及的物理量都能在实验中直接测定，并能研究它们之间的定量关系．牛顿第二定律指出，对于一定质量m 的物体，其所受的合外力F 和物体所获得的加速度a 之间存在如下关系：ma F = （2-3-1）为了研究问题的方便，实验分两步进行：当保持物体的质量m 不变时，研究加速度a 与合外力F 之间关系；当保持物体所受的合外力F 不变时，研究加速度a 与物体质量m 之间关系。
图2-3-1取滑块质量为1m ，砝码和托盘的质量为2m ，细线（不可伸长）为一力学系统，如图2-3-1所示，T 为细线中的张力。
则有：221m g T m aT m a-=⎧⎨=⎩ （2-3-2）则系统受合外力为：212()F m g m m a ==+ （2-3-3）令21m m M +=，得F Ma = （2-3-4）气垫导轨是为消除摩擦而设计的一种力学仪器，它利用气源将压缩空气打入导轨腔中，导轨表面的气孔喷出的压缩气流，使导轨表面和滑块之间形成一层非常薄的“气垫”，将滑块托起，这样可以认为滑块在导轨表面上的运动看成近似无摩擦的直线运动。
高中物理教案：牛顿第二定律的实验验证 (2)
高中物理教案：牛顿第二定律的实验验证一、实验简介牛顿第二定律是物理学中非常重要的基本定律之一，也是力学的基础。
通过实验进行的验证能够帮助学生更好地理解和掌握这一定律的概念和实际应用。
二、实验目的本实验旨在验证牛顿第二定律，即物体所受合外力等于物体质量和加速度乘积的关系，加深学生对这一定律的理解，并培养学生的实验操作能力和数据处理能力。
三、实验器材1.小车：一个带有光滑水平轨道的小车，可以通过脉冲法测量小车的加速度。
2.配重盘：用于改变小车的质量。
3.弹簧：用于施加外力于小车上。
四、实验步骤1.准备工作：a.将小车放置在水平轨道上，并保证轨道光滑无阻力。
b.确定小车的初始位置，并保持不动。
c.将配重盘挂在小车上，使得小车的质量增加到所需数值，通过称重器测量质量。
2.实验操作：a.在小车上安装弹簧，保证它能够施加一个合适的外力。
b.从小车的初始位置开始，用手推动小车，使其获得一个初始速度。
c.记录小车在不同位置的加速度数据，以及实际施加在小车上的外力的数值。
d.重复以上操作4-5次，以获得准确的数据。
3.实验数据处理：a.通过脉冲法测量小车的加速度。
根据小车在不同位置的时间间隔和位移计算加速度值。
b.将测得的加速度数据绘制成图表，以直观地分析数据的变化趋势。
c.使用线性回归方法拟合数据，得到斜率k值，代表小车质量与加速度的乘积。
五、实验结果与分析通过实验操作和数据处理，得到了一系列关于小车质量、外力和加速度的数据。
根据线性回归所得的斜率k值，我们可以验证牛顿第二定律。
根据牛顿第二定律公式F=ma，加速度与外力成正比，质量与加速度成反比。
实验结果符合这一理论，可以得出验证牛顿第二定律的结论。
六、实验误差分析实验中可能存在一些误差，导致实验结果与理论值存在一定的偏差。
首先，小车与轨道之间的摩擦力会对测量结果产生一定的影响；其次，测量过程中人为的操作误差也会对数据准确性产生影响；此外，弹簧的弹性系数可能不是完全恒定的，这也会引起一定的误差。
牛顿第二定律的验证实验
牛顿第二定律的验证实验牛顿第二定律是经典力学的基础定律之一，它描述了物体的运动与外力之间的关系。
根据牛顿第二定律，物体所受的净力等于物体质量与加速度的乘积，即F=ma，其中F是物体所受的净力，m是物体的质量，a是物体的加速度。
为了验证牛顿第二定律，我们可以进行如下的实验。
首先，我们需要准备一台平滑的、无摩擦的水平桌面。
在桌面上放置一块光滑的小物体，比如一个小木块。
然后，我们需要一个弹性绳，一段绳子的一端绑在小木块上，另一端则固定在桌子上的一个固定点。
还需要一个质量盘，可以向小木块施加一个恒定的水平拉力。
接下来，我们需要测量小木块的质量，并记录下来。
然后，我们需要测量质量盘的质量，并记录下来。
根据牛顿第二定律的公式F=ma，我们可以解出所需施加的净力F。
接下来，我们开始实验。
首先，我们在质量盘上加上一个适当的质量，使其施加的拉力F恒定不变。
然后，我们可以用一个计时器来测量小木块从静止开始加速到一定速度所经过的时间。
记录下测量结果。
通过测量小木块的加速度，我们可以使用牛顿第二定律的公式F=ma来计算施加在小木块上的净力。
比如，如果小木块的质量为m，加速度为a，那么净力F=ma。
将这个净力与之前计算得到的净力值进行比较，如果两个净力值非常接近，那就可以说明牛顿第二定律被验证了。
为了提高实验的准确性，我们可以重复多次实验，并计算出它们的平均值。
还可以通过增加或减小施加在小木块上的质量盘的质量来改变净力的大小，以验证牛顿第二定律在不同净力条件下的可靠性。
这个实验不仅验证了牛顿第二定律，还给我们提供了一种测量物体质量和加速度的方法。
同时，还可以通过施加不同大小的外力，研究物体质量、加速度和净力之间的关系，进一步深入理解牛顿第二定律。
在实际应用中，牛顿第二定律的验证对于物理学、工程学等领域具有重要意义。
例如，在汽车行驶过程中，通过测量车辆的一些参数，如质量、加速度和施加在车辆上的净力，可以得到车辆的动力学特性，进而优化车辆设计，提高行驶的安全性和舒适性。
牛顿第二定律的实验
牛顿第二定律的实验引言：牛顿第二定律是经典力学中的重要定律之一，它表明物体的加速度与作用于物体上的力成正比，与物体的质量成反比。
为了验证牛顿第二定律，科学家们进行了许多实验。
本文将介绍其中几个经典的牛顿第二定律实验，并解释实验结果与定律之间的关系。
实验一：斜面实验在斜面实验中，我们将一块小木块放在一个倾斜的平面上。
通过测量木块下滑的加速度和斜面的倾角，可以验证牛顿第二定律。
实验装置：- 斜面：具有一定倾角的平面。
- 小木块：质量为m的物体。
- 测量工具：包括测量斜面倾角的仪器和测量小木块加速度的装置。
实验步骤：1. 调整斜面的倾角，确保斜面保持稳定。
2. 将小木块放在斜面的顶端，并松开。
3. 记录木块下滑的时间t。
4. 根据木块的下滑距离和时间，计算出木块的加速度a。
实验结果：根据实验数据的分析，我们可以得到木块的加速度与斜面倾角成正比。
这与牛顿第二定律的预测相符，即物体的加速度与作用于物体上的力成正比。
实验二：弹簧实验在弹簧实验中，我们将一块质量为m的物体挂在弹簧上，并通过测量弹簧的伸长量和物体的加速度来验证牛顿第二定律。
实验装置：- 弹簧：具有一定的弹性系数。
- 物体：质量为m的物体。
- 测量工具：包括测量弹簧伸长量和物体加速度的装置。
实验步骤：1. 将物体挂在弹簧上，使其达到平衡位置。
2. 施加一个水平方向的力F，使物体开始运动。
3. 记录物体的加速度a和弹簧的伸长量x。
4. 根据弹簧的弹性系数k和伸长量x，计算出物体所受的力F。
实验结果：实验数据的分析显示，物体的加速度与所受的力成正比。
这与牛顿第二定律的预测一致，即物体的加速度与作用于物体上的力成正比。
实验三：自由落体实验在自由落体实验中，我们通过测量物体自由下落的加速度来验证牛顿第二定律。
实验装置：- 物体：质量为m的物体。
- 测量工具：包括计时器和测量下落距离的装置。
实验步骤：1. 将物体从一定高度h自由下落。
2. 记录物体下落的时间t。
牛顿第二定律的验证
牛顿第二定律的验证【实验目的】1. 熟悉气垫导轨的构造，掌握正确的调整方法。
2. 熟悉用光电测量系统测量短时间的方法。
3. 验证牛顿第二定律。
【实验仪器】气垫导轨、气源、存贮式数字毫秒计、砝码、砝码盘、细线【实验原理】设一物体的质量为M ，运动的加速度为a ，所受的合外力为F ，则按牛顿第二定律有如下关系：ma F = （1）此定律分两步验证：（1）验证物体质量M 一定时，所获得的加速度a 与所受的合外力F 成正比。
（2）验证物体所受合外力F 一定时，物体运动的质量M 与加速度a 成反比。
实验时，如图1，将滑块和砝码盘相连并挂在滑轮上，对于滑块、砝码盘、砝码这一运动系统，其所受合外力G 的大小等于砝码和砝码盘的重力减去阻力的总和，在此实验中由于应用了水平气垫导轨，所以摩擦阻力较小，可略去不计，因此作用在运动系统上的合外力G 的大小为砝码和砝码盘的重力之和。
图1 验证牛顿第二定律系统因此按牛顿第二定律：a m n n m m Ma g m n m G ])([)(22110220+++==+= （2）其中砝码盘的质量为m 0，加在砝码盘中砝码的质量为n 2m 2（每个砝码的质量为m 2，共加了n 2个），滑块的质量为m 1，加在滑块上砝码的质量为n 1m 2（共加了n 1个）。
则运动系统的总质量M 为上述各部分质量之和。
从(2)式看，由于各部分质量均可精确测量，因此只需精确测量出加速度a 即可验证牛顿第二定律。
现给出加速度a 的测量方法：在导轨上相距为s 的两处，放置两光电门K 1和K 2，测出此系统在合外力G 作用下滑块通过两光电门时的速度分别为v 1和v 2。
则系统的加速度a 等于sv v a 22122-=（3） 因此，问题简化为测量出滑块通过两光电门时的速度，滑块的速度按以下原理测量：挡光片的形状如图2所示，把挡光片固定在滑块上，挡光片两次挡光的前缘'11和'22之间的距离为x ∆。
验证牛顿第二定律实验报告
验证牛顿第二定律实验报告实验报告：验证牛顿第二定律引言牛顿第二定律是经典力学中的重要定律之一，描述了物体受力时加速度的变化情况。
本实验旨在通过对物体施加不同大小的力，测量加速度与施加力的关系，验证牛顿第二定律。
实验器材1、平滑水平面2、测量刻度尺3、弹簧测力计4、单个滑块实验步骤1、将实验器材放置在平滑水平面上，确保实验环境的清洁整洁。
2、使用测量刻度尺测量滑块的质量，确认滑块的质量为1.0kg，记录质量值为m。
3、在实验过程中固定滑块，使用弹簧测力计对滑块施加固定的力F，记录所施加的力F值。
4、按照上述方式，除F外，使用不同的力值对滑块施加力，记录所施加的力值和加速度的值。
5、重复以上实验步骤2-4，分别进行3次实验，取平均数作为最终实验结果。
实验结果测量的加速度数据如下表所示：F（N）加速度a（m/s²）1 1.052 2.053 2.964 4.165 4.916 6.187 6.99根据实验数据，可以绘制出力与加速度之间的线性关系图，如下图所示：通过对上述图像进行拟合，可以得到加速度a随所施加力F的变化关系为a = 0.836F + 0.1934，其相关系数R²为0.9975。
结论根据实验结果和数据分析，可以得出以下结论：1、牛顿第二定律成立，物体的加速度正比于受到的力，比例常数为物体的质量；2、在实验中，所施加的力与加速度之间呈现出线性关系；3、通过实验数据拟合，可以得到加速度a与所施加力F之间的变化关系为a = 0.836F + 0.1934，证明了牛顿第二定律的正确性。
参考文献无致谢感谢实验室中所有老师和同学对本次实验的帮助和支持。
实验2—8 牛顿第二定律的验证
实验2—8 牛顿第二定律的验证
【实验原理】
牛顿第二定律的表达式为
F＝ma （2－8－1）
滑块的质量为，砝码盘和砝码的总质量为。
则有
验证此定律可分两步：
（1）验证m一定时，a与F成正比。
（2）验证F一定时，a与m成反比。
把滑块放在水平导轨上。
滑块和砝码相连挂在滑轮上，由砝码盘、滑块、砝码和滑轮组成的这一系统，其系统所受到的合外力F大小等于砝码（包括砝码盘）的重力。
在导轨上相距S的两处放置两光电门S1和S2，测出此系统在砝码重力作用下滑块通过两光电门和速度v1和v2，则系统的加速度a等于
（2－8－2）
在滑块上放置双挡光片，同时利用计时器测出经两光电门的时间间隔，则系统的加速度为
（2－8－3）
其中为挡光片两个挡光沿的宽度如图2－8－1所示，
为挡光片第一次挡光开始计时，第二次挡光停止计时的时间
间隔，即滑块移动距离所用时间。
在此测量中，实际上测定的是滑块上遮光片（宽）经过某一段时间的平均速度，但由于较窄，所以在范围内，滑块的速度变化比较小，故可把平均速度看成是滑块上挡光片经过光电门的瞬时速度。
牛顿第二定律的实验验证
牛顿第二定律的实验验证牛顿第二定律是经典力学的基本定律之一，描述了物体所受力与物体加速度之间的关系。
为了验证牛顿第二定律的有效性，科学家们进行了一系列精确而详尽的实验。
本文将介绍其中几个重要的实验，并阐述其对牛顿第二定律的验证。
实验一：自由落体实验自由落体实验是验证牛顿第二定律的经典实验之一。
实验的基本原理是，当物体在重力作用下自由下落时，其加速度恒定且与物体的质量无关。
实验中，我们可以通过测量下落物体的加速度和质量来验证牛顿第二定律。
为了进行自由落体实验，我们可以选择一个平滑的斜面，在其上方固定一个轻质滑轮。
将一轻质物体（例如小球）系于滑轮上的细线上，使其通过轻质滑轮自由下落。
通过测量小球下落的时间和下落距离，我们可以得到加速度。
然后，我们可以通过改变小球的质量（例如更换不同重量的小球）来进一步验证牛顿第二定律的成立。
实验二：拉力实验拉力实验也是验证牛顿第二定律的重要实验之一。
在这个实验中，我们通过测量施加在物体上的拉力和物体的加速度来验证牛顿第二定律。
为了进行拉力实验，我们可以通过固定一个滑轮和一根细线将物体连接在一起。
在细线的另一端，我们可以施加一个恒定的拉力。
通过测量物体的加速度，并记录施加在物体上的拉力和物体的质量，我们可以得到拉力与加速度之间的关系。
实验结果将表明，牛顿第二定律在这种情况下成立。
实验三：弹簧实验弹簧实验也是验证牛顿第二定律的一种常见实验方法。
在这个实验中，我们通过测量受力物体的位移和加速度，以及弹簧的劲度系数来验证牛顿第二定律。
为了进行弹簧实验，我们可以利用一根弹簧，并将其固定在水平支架上。
通过将物体连接在弹簧的一端，并对物体施加一个恒定的力，我们可以观察到物体受力后的反弹位移，进而测量物体的加速度。
通过记录施加的力、物体的质量和位移，我们可以计算得到弹簧的劲度系数。
实验结果将进一步验证牛顿第二定律的有效性。
总结通过进行自由落体实验、拉力实验和弹簧实验等一系列实验，我们可以确信牛顿第二定律的真实性。
实验二：验证牛顿第二定律
实验二：验证牛顿第二定律实验目的：1. 验证牛顿第二定律。
2. 掌握用控制变量法研究三个物理量之间关系。
3. 利用图象寻求物理规律。
实验原理：m F a ∑=实验设计：控制变量法：m 一定时，F a ∝F 一定时，m a 1∝测量小车在恒力作用下的匀加速直线运动实验仪器：电火花计时器（电磁打点计时器）、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、毫米刻度尺、导线、50Hz 交流电源（低压交流电源）、天平、砝码实验操作：1.摆放好实验装置，把纸带穿过打点计时器（从墨片下方穿过），并把纸带的一端固定在小车的后面。
先不挂钩码，缓慢抬高木板固定打点计时器的一端，直至小车恰好开始下滑，固定木板。
2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，记录钩码质量,m 和小车质量m 。
3.小车停在靠近打点计时器处，接通电源，释放小车，打出纸带，做好标记。
4.保持小车质量m 不变，改变钩码质量,m ，记录入表格。
换上新纸带，重复3次。
5.保持钩码质量,m 不变，改变小车质量m，记录入表格。
换上新纸带，重复3次。
6.整理仪器。
表一：m 一定表二：一定图1 图2实验分析： 1.逐差法计算a 。
2.根据表一作F a -图线。
3.根据表二作m a 1-图线。
实验结论：在误差允许范围内，小车m 一定时，F a ∝；F 一定时，m a 1∝即：m F a ∑∝实验注意事项：1.平衡摩擦力。
2.不作m a -图线。
3.图线一定是过原点的直线。
4.图线不过原点的原因。
验证牛顿第二定律实验报告
验证牛顿第二定律实验报告一、实验目的1、探究加速度与力、质量的关系，验证牛顿第二定律。
2、学习使用打点计时器研究匀变速直线运动。
3、掌握利用图像处理实验数据的方法。
二、实验原理1、牛顿第二定律指出，物体的加速度与作用在它上面的合力成正比，与物体的质量成反比，即＄F ＝ ma$。
2、本实验中，通过改变小车所受的拉力来改变合力，通过在小车上增加砝码来改变质量。
利用打点计时器打出的纸带，计算小车的加速度。
三、实验器材1、附有定滑轮的长木板。
2、小车。
3、打点计时器。
4、纸带。
5、砝码。
6、细绳。
7、托盘和砝码。
8、刻度尺。
9、天平。
四、实验步骤1、安装实验装置将长木板平放在实验桌上，使其一端垫高，以平衡摩擦力。
将打点计时器固定在长木板的一端，连接好电源。
将细绳一端系在小车上，另一端通过定滑轮挂上托盘和砝码。
2、测量小车质量用天平测量小车的质量＄m_1$，并记录。
3、平衡摩擦力不挂托盘和砝码，轻推小车，使小车在长木板上匀速运动。
4、进行实验在小车上放上质量为＄m_2$ 的砝码，挂上托盘和砝码，使小车做匀加速运动。
接通打点计时器电源，释放小车，得到一条纸带。
改变托盘和砝码的质量，重复上述步骤，得到多组纸带。
5、数据处理选取一条清晰的纸带，舍去开头较密集的点，每隔 4 个点取一个计数点，依次标记为 A、B、C、D、E 等。
用刻度尺测量相邻计数点间的距离＄x_1$、＄x_2$、＄x_3$、＄x_4$、＄x_5$ 等。
根据匀变速直线运动的推论，计算小车的加速度＄a$。
五、实验数据记录｜实验次数｜小车和砝码总质量＄m$（kg）｜拉力＄F$（N）｜加速度＄a$（m/s²）｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 2 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 3 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 4 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 5 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜六、实验数据处理1、以加速度＄a$ 为纵坐标，拉力＄F$ 为横坐标，绘制＄a F$ 图像。
验证牛顿第二定律实验
实验：验证牛顿第二定律一、实验原理1．如下图装置，保持小车质量M 不变，改变小桶内砂的质量m ，从而改变细线对小车的牵引力F 〔当．．m ．<<．．M ．时，．．F=mg ．．．．近似成立〕．．．．．，用打点计时器测出小车的对应加速度a ,由多组a 、F 数据作出加速度和力的关系a — F 图线，验证加速度是否与外力成正比。
2．保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码, 改变小车的质量M ，测出小车的对应加速度a , 由多组a 、M 数据作出加速度和质量倒数的关系ma 1-图线, 验证加速度是否与质量成反比。
▲平衡摩擦力．．．．．的原理：〔在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块，使长木板倾斜，便用重力的分力来平衡摩擦力。
〕 对小车受力分析，小车受到G 、N 和摩擦力f 三力作用，处于平衡状态时，fG x =，y G N=。
故当木板倾斜一定角度时，可以用重力的分力x G 来平衡摩擦力。
故验证牛二时，小车受到的拉力F 即为小车的合力。
二、实验器材小车，砝码，小桶，砂, 细线，附有定滑轮的长木板,垫块，电火花打点计时器，220V 交流电源, 导线两根, 纸带,托盘天平及砝码，米尺。
三、实验步骤1．用调整好的天平测出小车和小桶的质量M 和m ，把数据记录下来。
2．按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3．平衡摩擦力．．．．．：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块，反复移动垫块的位置，直至轻轻推一推小车，小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态〔可以从纸带上打的点是否均匀来判断〕。
4．在小车上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把砝码和砂的质量M'和m'记录下来。
把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,取下纸带,在纸带上写上编号。
5．保持小车的质量不变，改变砂的质量〔要用天平称量〕，按步骤4再做5次实验。
牛顿第二定律的实验验证
牛顿第二定律的实验验证牛顿第二定律是经典力学中的重要定律之一，描述了物体所受合力与其加速度之间的关系。
为了验证牛顿第二定律的有效性，科学家们进行了多项实验，通过观察和测量物体在不同受力情况下的运动来验证定律的准确性。
本文将介绍两个经典的实验验证牛顿第二定律的例子。
1. 摆锤实验摆锤实验是验证牛顿第二定律的常见实验之一。
这个实验通常通过一个简单的装置来进行，由一条轻量级的绳子悬挂一个砝码并让其充当摆锤。
实验的目的是通过改变摆锤上的质量和施加在摆锤上的力，来观察摆锤的振动情况以验证牛顿第二定律。
在实验过程中，科学家可以改变摆锤的质量，通过称重器具测量出摆锤上的质量值。
同时，他们可以向摆锤施加外力，比如通过给摆锤一个小推力使其振动。
通过使用计时器测量摆锤一定距离内的振动时间，并记录下摆锤的加速度和受力情况。
通过分析这些数据，科学家可以验证牛顿第二定律并确认其成立。
2. 加速度定标实验加速度定标实验是另一个用于验证牛顿第二定律的实验方法。
实验过程中，科学家通常使用一个平滑的水平表面和一辆小型车，来模拟物体在施加力的情况下的运动。
在实验中，科学家会为小型车装载不同质量的砝码，并利用一个弹簧发射器为车施加一个已知大小的力。
通过在水平表面上观察车的运动，科学家可以测量车的加速度并记录下相关数据。
通过改变质量和受力的大小，科学家可以验证牛顿第二定律，并得出实验数据与预期结果的一致性。
以上是两个典型的实验验证牛顿第二定律的例子。
通过这些实验，科学家们能够准确地验证牛顿第二定律，并证实其在描述物体运动方面的有效性。
牛顿第二定律在物理学研究和科学应用中起着重要的作用，为我们理解和解释物体运动提供了重要的基础和理论依据。
牛顿第二定律的验证实验报告
牛顿第二定律的验证实验报告牛顿第二定律的验证实验报告引言：牛顿第二定律是经典力学中的基本定律之一，它描述了物体受力时加速度的变化规律。
为了验证牛顿第二定律的正确性，我们进行了一系列实验，并通过实验结果来验证该定律的有效性。
实验目的：本实验的目的是通过测量物体受力时的加速度和力的关系，来验证牛顿第二定律。
实验材料和仪器：1. 弹簧秤：用于测量物体所受的力。
2. 动力学实验装置：包括平滑的水平轨道、滑块等，用于模拟物体受力时的运动情况。
3. 计时器：用于测量物体在不同力作用下的运动时间。
实验步骤：1. 调整实验装置：将平滑的水平轨道放置在水平桌面上，并确保其表面光滑无摩擦。
2. 测量滑块的质量：使用弹簧秤测量滑块的质量，并记录下来。
3. 施加不同的力：在滑块上施加不同大小的力，并记录下施加的力的数值。
4. 测量加速度：用计时器测量滑块在不同力作用下的运动时间，并记录下来。
5. 数据处理：根据实验数据绘制力与加速度的关系图，并进行分析。
实验结果：通过实验测量得到的数据，我们可以绘制出力与加速度的关系图。
根据牛顿第二定律的公式 F = ma，我们可以预期得到的关系图应该是一条直线，斜率为物体的质量。
讨论：根据实验结果绘制的关系图，我们发现力与加速度之间确实存在线性关系。
这一结果与牛顿第二定律的预期一致，即力与加速度成正比，且比例系数为物体的质量。
这验证了牛顿第二定律的有效性。
结论：通过本实验的验证，我们得出了牛顿第二定律的结论：物体所受的力与其加速度成正比，比例系数为物体的质量。
这一定律对于描述物体在受力作用下的运动具有重要意义，为后续的力学研究奠定了基础。
实验的局限性和改进：尽管本实验成功验证了牛顿第二定律的有效性，但仍存在一些局限性。
首先，实验中的滑块可能受到空气阻力的影响，导致实验结果的偏差。
其次，实验中的力的大小可能存在一定的误差，影响了实验结果的准确性。
为了改进实验，可以在真空环境中进行实验，以减小空气阻力的影响，并使用更精确的力测量仪器，提高实验数据的准确性。
实验 验证牛顿第二定律
实验验证牛顿第二定律一、实验目的：验证牛顿第二定律二、实验原理：F合=ma 物理思想：控制变量法实验方案三、实验器材：一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、小沙桶和沙子、天平、电磁打点计时器、纸带、学生电源、刻度尺、坐标纸四、实验步骤：（一）安装器材1.按照实验方案连接实验器材（二）进行实验2.调整木板倾斜程度，平衡摩擦力3.控制小车质量不变，测量小沙桶及沙子质量m1，用细线将小沙桶与小车相连（小沙桶及沙子质量远小于小车质量），接通电源，释放小车，关闭电源，取下纸带标记14.改变沙子质量，得到多条纸带标记2、3、4、5、65.控制小沙桶及沙子质量不变，测量小车质量M1，用细线将沙桶与小车相连（小沙桶及沙子质量远小于小车质量），接通电源，释放小车，关闭电源，取下纸带标记1′6.改变小车质量，得到多条纸带标记2′、3′、4′、5′、6′（三）处理数据1.计算小车加速度a在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度，并填入表格122.图像法处理实验数据根据记录的各组对应的加速度a 与小车所受的合力F ，建立直角坐标系，描点画a - F 图像1；再根据记录的各组对应的加速度a 与小车和砝码总质量M ，建立直角坐标系，描点画a -M1图像2。
（四）得出结论如果图像1是一条过坐标原点的倾斜直线，证明加速度与合力成正比；如果图像2是一条过坐标原点的倾斜直线，证明加速度与质量成反比。
即验证mF a 合=或ma F =合 （五）分析误差 系统误差： 偶然误差：实验改进课后反思：同学们试着对实验方案进行改进。
a （m ·s -2）F /N1a （m ·s -2）1/M （kg -1）2。
牛顿第二定律的验证实验报告
实验报告：验证牛顿第二定律一、实验目的1.验证牛顿第二定律，即物体加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。
2.掌握控制变量法在实验中的应用。
3.学会使用打点计时器和测量加速度、力等物理量。
二、实验原理根据牛顿第二定律，加速度a与作用力F成正比，与物体质量m 成反比，数学表达式为：F=ma。
三、实验步骤1.实验器材准备：打点计时器、纸带、一端固定有定滑轮的长木板、小车、小盘、砝码、导线、电源等。
2.安装实验装置：将打点计时器固定在长木板上，将纸带穿过打点计时器和小车，使小车可以靠近打点计时器。
3.调节平衡摩擦力：调节小车支架高度，使小车在无外力作用下滑动，观察小车是否做匀速直线运动。
若不是，则通过调节滑轮高度来改变斜面倾角，使小车做匀速直线运动。
4.挂上砝码盘，放入砝码，开始实验。
5.打开电源，释放小车，小车在砝码和盘的重力作用下开始加速运动，打点计时器在纸带上打下一系列点。
6.重复实验多次，每次改变砝码的质量或力的大小，记录数据。
7.处理数据，分析实验结果。
四、实验结果与分析数据记录：数据处理与分析：根据表格中的数据，我们可以看出：（1）在保持小车质量不变的情况下，作用力（砝码重力）与加速度成正比，即F=ma成立。
（2）在保持作用力不变的情况下，加速度与小车质量成反比，即F=ma 成立。
（3）当小车质量增大到原来的2倍时，加速度减小到原来的一半；当小车质量减小到原来的一半时，加速度增大到原来的2倍，这也验证了F=ma的正确性。
图线绘制：以砝码质量m为横轴，加速度a为纵轴，绘制散点图并添加趋势线，得到一条过原点的倾斜直线，进一步证明了F=ma的正确性。
五、结论总结通过本次实验，我们验证了牛顿第二定律的正确性。
实验过程中采用了控制变量法，通过改变砝码的质量和力的大小来改变加速度的大小，从而验证了牛顿第二定律的正确性。
同时，我们也学会了使用打点计时器和测量加速度、力等物理量的方法。
实验：牛顿第二定律(高考必考物理实验)
四、实验步骤
1．用天平测出小车和小盘的质量M和m，把数值记录下来．
2．按照如图3－3－1所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细 线系在小车上(即不给小车加牵引力)．
图3－3－1
3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上 一块薄木块，反复移动木板
A.平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定 滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C.实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源 D.小车运动的加速度可根据 m 以及 M，直接用公式 a＝mMg求出
创新实验2：现要验证“当质量一定时，物体运动的
加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给
解得： u tan a(与M无关）Mgcosa
F
Mg
F Ma mg F ma
M
a mg M m
F M mg M m
F
m
当M 》m时，可认为F≈mg
mg
三．实验器材
打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端 附有定滑轮的长木板，小盘、砝码、夹子、 细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套 砝码)、刻度尺．
由于平衡摩擦力时操作不当，二位同学得到的a―F关系分别如下图C、 D所示(a是小车的加速度.F是细线作用于小车的拉力)。其原因分别是：
a
a
F
F
0
C
0
D
C图：平衡摩擦力时，长木板的倾角过大了
D图：没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够或长木板的 倾角过小
试解释下面两个图象弯曲原因
a mg M m
F M mg M m
③mg，用则米小尺车测所量受A的1相合对外于力AF2＝的_高_m_hg_。h_/_设_s_小。车所受重力为
验证牛顿第二定律实验报告
验证牛顿第二定律实验报告验证牛顿第二定律实验报告引言：牛顿第二定律是经典力学中最基本的定律之一，它描述了物体受力时的加速度与作用力之间的关系。
本实验旨在通过一系列实验验证牛顿第二定律，并探究其在不同条件下的应用。
实验一：质量与加速度的关系实验设置：我们选择了一组不同质量的物体，并在水平面上放置一个光滑的轨道。
通过在轨道上施加一个固定的水平力，记录物体的加速度。
实验步骤：1. 将轨道放置在水平面上，并确保其光滑无摩擦。
2. 选择一个质量较小的物体，将其放置在轨道的起点处。
3. 施加一个水平力，使物体开始运动，并记录下物体通过一定距离所用的时间。
4. 重复步骤3，但使用不同质量的物体进行实验。
实验结果与分析：通过实验，我们得到了一组数据，记录了不同质量物体的加速度。
根据牛顿第二定律的公式F = ma，我们可以得到加速度与施加在物体上的力成正比，与物体的质量成反比。
即加速度与质量之间存在一个倒数关系。
实验二：力与加速度的关系实验设置：在这个实验中，我们将固定物体的质量，改变施加在物体上的力，观察加速度的变化。
实验步骤：1. 选择一个质量较小的物体，并将其放置在光滑的轨道上。
2. 施加一个水平力，使物体开始运动，并记录下物体通过一定距离所用的时间。
3. 重复步骤2，但使用不同大小的力进行实验。
实验结果与分析：通过实验，我们得到了一组数据，记录了不同大小力下物体的加速度。
根据牛顿第二定律的公式F = ma，我们可以得到加速度与施加在物体上的力成正比。
即加速度与力之间存在一个正比关系。
实验三：摩擦力的影响实验设置：在这个实验中，我们将研究摩擦力对物体加速度的影响。
实验步骤：1. 选择一个质量较小的物体，并将其放置在光滑的轨道上。
2. 施加一个水平力，使物体开始运动，并记录下物体通过一定距离所用的时间。
3. 重复步骤2，但在轨道上增加一层摩擦物质，如油脂或沙子。
实验结果与分析：通过实验，我们发现在有摩擦力的情况下，物体的加速度会减小。
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验证牛顿第二定律实验2一．填空题（共10小题）1．（2016秋•安顺期末）某实验小组采用图1所示的装置探究“牛顿第二定律”即探究加速度a与合力F、质量M的关系。
实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面。
（1）为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力，要完成的一个重要步骤是；（2）为使图示中钩码的总重力大小视为细绳的拉力大小，须满足的条件是钩码的总质量小车的总质量（填“大于”、“小于”、“远大于”或“远小于”）。
（3）一组同学在做小车加速度与小车质量的关系实验时，保持钩码的质量一定，改变小车的总质量，测出相应的加速度。
采用图象法处理数据。
为了比较容易地检查出加速度a与小车的总质量M之间的关系，应作出a与的图象。
（4）甲同学根据测量数据作出的a﹣F图象如图2所示，说明实验中存在的问题是。
2．（2016秋•通渭县校级期末）在验证牛顿第二定律的实验中，测量长度的工具是；测量时间的工具是．实验中小盘和砝码的总质量m与车和砝码的总质量M间必须满足的条件是．3．（2016秋•宿州期末）某同学运用“验证牛顿第二定律的实验”的装置，设计了如下实验：A．实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳绕过转轴光滑的轻质滑轮另一端挂一质量为m=50g的钩码，用垫块将长木板有定滑轮的一端垫起．调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，接好纸带，接通打点计时器的电源，让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示，相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50Hz的低压交流电源，（g取9.8m/s2）．回答下列问题：（1）纸带的（“A端”或“E端”）与滑块相连．（2）根据纸带可得：滑块的加速度大小a=m/s2．（保留3位有效数字）（3）不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M=kg．（保留3位有效数字）4．（2017春•曹妃甸区校级期末）某小组“验证牛顿第二定律”的实验装置如1图，长木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接（1）该小组研究加速度和拉力关系时，得到的图象将会是如图2中的（2）某同学在研究加速度和质量关系时，记录下如下数据，请在下面的坐标纸中选择合理的坐标，描出相关图线，并可以由图线3可以得到实验结论：次数12345质量m/g200300400500600加速度a/m˙s﹣2 1.000.670.500.400.335．（2017•河北区一模）如图甲所示为“验证牛顿运动定律”实验装置图．图甲中A 为小车，B为装有砝码的小桶，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50Hz交流电．小车的质量为m1，小桶（及砝码）的质量为m2．①下列说法正确的是A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力B．实验时应先释放小车后接通电源C．本实验m2应远大于m1D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a﹣图象②实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a﹣F图象可能是图乙中的图线．（选填“1”“2”或“3”）6．（2015秋•广安期末）如图，在验证牛顿第二定律的实验中，某位同学通过测量，把砂和砂桶的总重量当作小车的合外力F，作出a﹣F图线．如图中的实线所示．试分析：图线不通过坐标原点O的原因是；图线上部弯曲的原因是．7．（2015春•潍坊期末）某同学用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律：（1）备有下列器材：A．长木板；B．电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；C．细绳、小车、砝码；D．装有细沙的小桶；E．薄木板；F．毫米刻度尺；还缺少的一件器材是．（2）该同学得到如图丙所示的纸带．已知打点计时器电源频率为50Hz．A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个计数点，两计数点之间还有四个点未画出．由此可算出小车的加速度a=m/s2（保留两位有效数字）．（3）将小车静止地放在水平长木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器．把木板不带滑轮的一端慢慢垫高如图（乙）所示，直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止．请问这位同学的操作正确（填是、否）（4）如果这位同学先进行（3）中的操作，然后不断改变小车的拉力F，得到M （小车质量）保持不变情况下的a﹣F图线是图丁中的（填选项代号的字母）．8．（2015春•淄博期末）验证牛顿第二定律的实验装置如图所示，在水平桌面上放置一带有定滑轮的长木板，将光电门固定在长木板上的B点．小车上端固定宽度为d的遮光条，前端固定力传感器，一物体通过细线跨过定滑轮与力传感器相连，这样传感器就可测出细线拉力的大小．每次小车都从同一位置A 由静止释放，已知A、B间的距离为L．改变小车上砝码个数，测出小车的质量M（含砝码、传感器与遮光条），记录对应传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间△t．（1）关于本实验，某同学提出如下观点，其中正确的是A．L越大，实验误差越大B．牵引小车的细绳应与木板平行C．应平衡小车受到的摩擦力D．物体的质量应远小于小车的质量（2）遮光条通过光电门时的速度为；小车加速度的表达式为a=．（用题中所给的字母表示）（3）根据测得的实验数据，以F为纵轴，以为横轴，若得到一条过原点的直线，则可验证牛顿第二定律．（用题中所给的字母表示）9．（2014秋•潮南区期末）用图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律．①下列关于该实验的说法正确的是（选填选项前的字母）A．开始实验前必须平衡摩擦力B．实验时，应先释放小车，再接通计时器电源C．小车的质量应远大于沙和沙桶的总质量D．实验开始始，小车的初始位置应远离打点计时器②若某次实验得到a﹣F图象如图（b）所示，则造成这一结果的原因是：③某同学得到如图（c）所示的纸带，已知打点计时器电源频率为50Hz，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点．△s=s DG﹣s AD=cm．由此可算出小车的加速度a=m/s2（a值保留两位有效数字）10．（2016秋•开县校级期末）（1）如图1所示，是某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，他在图示状态下开始做实验，该同学的装置和操作中的主要错误是：①；②；③；④．（2）如图2为某次实验得到的纸带，纸带上相邻计数点间有4个点未画出，则小车的加速度大小为m/s2．（保留两位有效数字）（3）控制砂桶与里面砝码的总质量不变，改变小车的质量M，实验中得到如图3所示的a﹣图象，图象没有过原点的原因是：．二．实验题（共14小题）11．（2018•益阳模拟）某实验小组做“验证牛顿第二定律”的实验，装置示意图如图甲所示。
（1）图乙是实验中得到的一条纸带，已知相邻两计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为50Hz，由此可求出小车的加速度α=m/s2（结果保留三位有效数字）（2）当验证“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象如图丙所示，横轴m表示小车上所加的砝码的质量。
如果经实验验证牛顿第二定律成立，图中直线在纵轴上的截距为b，斜率为k，则小车受到的拉力为，小车的质量为（用k和b表示）。
12．（2016秋•历下区校级期末）图甲为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M．实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动．（2）图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为x AB=4.22cm、x BC=4.65cm、x CD=5.08cm、x DE=5.49cm、x EF=5.91cm、x FG=6.34cm可求得小车的加速度a=m/s2，打下D点时小车运动的速度为v D=m/s．（结果保留2位有效数字）13．（2017•道里区校级四模）某实验小组利用如图1所示的装置验证牛顿第二定律．原理是利用牛顿第二定律计算小车加速度的理论值，通过纸带分析得到的实验测量值，比较两者的大小是否相等从而验证牛顿第二定律．（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力后的实验过程中打出了一条纸带如图2所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．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．该小车的加速度的实验测量值a测m/s2．（结果保留两位有效数字）（2）如果用天平测得小车和车内钩码的总质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，则小车加速度的理论值为a理=（当地的重力加速度为g）（3）对于该实验下列做法正确的是（填字母代号）A．在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，将砝码和砝码盘通过定滑轮拴小车上B．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行C．小车和车内钩码的总质量要远大于砝码和砝码盘的总质量D．通过增减小车上的钩码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度E．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源．14．（2017秋•罗源县校级期末）验证牛顿第二定律（本小题计算均保留两位有效数字）（1）如图1所示是甲同学在校园实验室按照图甲实验时得到的一条纸带（实验中交流电源的频率为50Hz），依照打点的先后顺序取计数点为1、2、3、4、5、6、7，相邻两计数点间还有4个点未画出，测得：S1=1.42cm，S2=1.91cm，S3=2.40cm，S4=2.91cm，S5=3.43cm，S6=3.92cm。
填空：打第2个计数点时纸带的速度大小v2=m/s；．物体的加速度大小a=m/s2。
（2）乙同学在做保持小车质量不变，验证小车的加速度与其合外力成正比的实验时，根据测得的数据作出如图乙所示的a﹣F图线，所得的图线既不过原点，又不是直线，原因可能是。
（选填选项前的字母）A．木板右端所垫物体较低，使得木板的倾角偏小B．木板右端所垫物体较高，使得木板的倾角偏大C．小车质量远大于砂和砂桶的质量D．砂和砂桶的质量不满足远小于小车质量15．（2017•安徽模拟）为了验证牛顿第二定律中加速度与力的关系，小光同学设计了如图1的实验状态．水平桌面放置带有加速度传感器的总质量为M的小车，车的两端由轻质细线绕过桌面两端滑轮并在两端各悬挂总质量为m的多个钩码．实验中，小光每次由左侧取下质量为△m的钩码并挂至右侧悬线下方，将下车由静止释放，利用传感器测量小车加速度并逐次记录移动过的砝码质量和相应加速度值，根据多次实验得出的数据，小光同学作出如图2的a﹣△m图象．（1）根据上述设计，以下说法正确的是A．由于系统存在摩擦，实验中必须先平衡摩擦力，才能继续进行实验B．本实验中虽存在摩擦力影响，但无需平衡摩擦力也可以进行实验C．本实验中必须要求小车质量M＞＞mD．本实验中无须要求小车质量M＞＞m（2）利用实验中作出a﹣△m图线，可以分析出系统摩擦力大小为，加速度a与移动的质量△m间存在关系为．16．（2018•东城区一模）用如图1所示的装置验证牛顿第二定律。