高中物理第四章牛顿运动定律第2节实验探究加速度与力质量的关系课件新人教版必修1

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加速度与力质量的关系ppt教学课件

1.怎样测量（或比较）物体的加速度？
2.怎样提供和测量物体所受的拉力F ？
以小车、一端带滑轮的长木板、粗线、
参砝码、天平、刻度尺、为实验器材，考研究小车的运动。方案一
注意：只有当盘和砝码的质量要比小车的质量小得多时，小车所受拉力才近似等于盘和砝码的总重力。
参考方案二
小车、打点计时器、纸带、一端带滑
采轮的长木板、细线、砝码、沙桶、刻
用度尺、天平为器材，研究小车运动。
方案
用天平测出小
车的质量m
从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a
钩码的总重力
G当作小车受
到的拉力F
三.实验数据分析
1.保持物体的质量不变，测量物体在不同的力作用下的加速度，分析加速度与力的关系.
2.保持外力不变,测量不同质量的物体的加速度,分析加速度与质量的关系.
第四章牛顿运动定律
第2节实验设计:
探究加速度与力、质量的关系
复习： 1.力是改变物体运动状态的原因. 2.质量是物体惯性大小的量度.
物体的加速度a 可能与哪些因素有关？
F1<F2
m F1
m
F2
当物体质量一
定时，物体的加速
度随着力的增大而
增大.
注意：这里的力指的是物体所受的合外力
物体的加速度a 可能与哪些因素有关？

高一物理必修一4.2《实验：探究加速度与力、质量的关系》课件胡立华的新

1．整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的质量还是改变小车和砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．平衡摩擦力是指使小车所受动力(小车重力沿斜面方向的分力)与小车所受阻力(包括小车所受摩擦力和打点计时器对小车之后所拖纸带的摩擦力) 大小相等．平衡摩擦力时，应在小车后拖上纸带，先接通电源，再用手给小车一个初速度，若在纸带上打出的点的间隔是均匀的，则表明平衡了摩擦力，否则必须重新调整小木板的位置．
高一物理备课组
3．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(或尽量远离定滑轮的一端)，并应先接通电源，再放开小车，且在小车到达定滑轮前应按住小车． 4．各纸带的加速度a，都应是该纸带的平均加速度． 5．作图象时，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对称分布在所作直线的两侧．
制作人：王怀龙
细节决定成败，态度决定一切
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2．平衡摩擦力后，每次实验时必须满足在小车上所加砝码的质量远大于砝码和小盘的总质量的条件下进行．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．
细节决定成败，态度决定一切
制作人：王怀龙
制作人：王怀龙
细节决定成败，态度决定一切
高一物理备课组
思考：我们如何测加速度？方案一：实验装置图

【物理】4.2《实验：探究加速度与力、质量的关系》精品课件(新人教版必修1)

注意：注意：这里的力指的是物体所受的合外力
探究实验
一、实验器材：实验器材：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平 1、小车质量的测量用天平、。 2、打点计时器的用途是：打出纸带，、打点计时器的用途是：测量计算小车的加速度。
3、如何才能给小车提供一个恒定的合外力？ 4、如何来测量小车所受的合外力？
实验数据记录处理：实验数据记录处理：
实验数据实验次数第一次第二次第三次
a
m
1 m
a
0 1/m
另一种方案
实验器材：以小车、一端带滑轮的长木板、粗线、以小车、一端带滑轮的长木板、粗线、砝码、钩码、天平、刻度尺、砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口夹子
实验数据处理: 实验数据处理
1、加速度与力的关系
x1/x2
次数
X 1 a1 = X 2 a2
F1 F2
1
2
3
0
4
F1/F2
2、加速度与质量的关系:
x1/x2
次数
X 1 a1 = X 2 a2
M1 M2
M2 M1
1
2
3
0 M2/M1
4
谢谢！
实验装置图
A、加速度与合外力的关系、实验基本思路：实验基本思路：保持物体的质量不变，测量物体在不同的合力作用下物体的加速度，分析加速度与合外力的关系。

4.2 探究加速度与力、质量的关系

2、研究方法：控制变量法
A、m一定时，a与F的定量关系 B、F一定时，a与m的定量关系
二、如何设计并进行实验？
明确几个问题: 1.实验要说明什么问题?
a与F关系?
a与m关系? 1.测量哪些量?
控制一个量不变
a、F、m
2.怎么设计这个实验? 2.怎么测量?
m：天平 a: 打点计时器物体所受的 F: 合力
4.2 探究加速度与力、质量的关系
惯性
质量
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
加速度力
思考讨论
物体运动状态改变可能与什么因素有关?关系可能是什么?
m F1 m1 F
m
F1<F2
定性讨论
F2
m2 m1<m2
定性讨论
F
讨论小结
a/m· s -2
0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
0.428
0.592 0.751
0.60
0.45
0.30
0.15 0 0. 1 0.2 0.3 0.4 0.5 F/ N
如何更直观地处理数据？
2.探究加速度与质量百度文库关系
实验基本思路：保持小车所受合力相同，测量不同质量的小车在该力下的加速度，分析加速度与质量的关系。

4.2实验探究加速度与力、质量的关系(共38张PPT)

持不变
C、物体的运动状态改变时，物体一定受到外力作用
D、物体的运动状态改变时，物体所受的外力也会随之
发生变化
BC
小结：
1、力是物体产生加速度的原因
2、实验方法：控制变量法
3、实验结论：
aF
a 1
m
一句话，物理学的规律不是通过有限的几个实验“归纳”出来的，本节实验只是让我们对于自然规律的探究有所体验。
问：如果此时给物体加上一个沿斜面向下的力F，那物体现在受到的合外力是多少？
5、如何来平衡摩擦力？
我们将长木板倾斜一定角度θ，θ应该等于arctan ，此时物体在斜面上受到的合外力为0。做实验时肯定无法这么准确，我们只要把木板倾斜到物体在斜面上大致能够匀速下滑（可以根据纸带上的点来判断）
方案四：利用气垫导轨。
图 1 : 气垫导轨装置
图 2 : 滑块和挡光片
图 3: 光电门
图 4 :电脑计时器
图 5 : 气源
五：实验数据分析
1、加速度与力的关系
猜想
实验
2、加速度与质量的关系
六、怎样由实验得出结论
实验结论：
1、m一定，加速度a与F的定量关系：
aF
2、F一定，加速度a与m的定量关系:
750 0. 2、实验数据分析：设计表格，做a—m和a—1/m图像 7、什么情况下钩码重力可以近似等于绳子拉力即小车所受的合外力？ 1、实验的基本思路：保持物体的质量不变，改变物体的受力，分析加速度与力的关系

实验四：验证牛顿运动定律最终版.ppt

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13
(2)如果这位同学先如(1)中的操作，然后不断改变对小车的拉力 F，他得到 M(小车质量)保持不变情况下的 a－F 图线是下图中的________(将选项代号的字母填在横线上)．
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14
(3)打点计时器使用的交流电频率 f＝50 Hz.图 S4－6 是某同学在正确操作下获得的一条纸带，A、B、C、D、E 每两点之间还有 4 个点没有标出．写出用 s1、s2、s3、s4 以及 f 来表示小车加速度的计算式：a＝______________________________.根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为________m/s2(结果保留两位有效数字)．
图S4－6
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15
解析：(1)平衡摩擦力的要点是把有打点计时器的那一端适当抬高，给小车一个初速度，小车能匀速下滑，则小车所受摩
擦力和小车的重力沿斜面向下的分力平衡，则可认为小车所受
绳子的拉力等于小车所受的合外力，达到平衡摩擦力的作用．
(2)该同学做实验时实际上是平衡摩擦力过度，故没有拉力
F 之前已经有加速度，故 C 正确．
(3)采用“逐差法”得计算加速度的表达式
a= [(s3＋s4)－(s1＋s2)]f 2 1.0×104
代入数据解得 a＝0.60 m/s2.
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16
答案：(1)该同学的操作不正确，正确的操作应该为给小车一个初速度，小车能够匀速下滑

高一物理：4.2《实验：探究加速度与力、质量的关系》4.3《牛顿第二定律》课件(新人教版必修1)201712

问题1 怎样提供和测量物体所受的恒力下面是一种方法：
图4-2-5 如图4-2-5所示，取两个质量相同的小车放在光滑水平面上，小车的前端
各系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中放有数目不等的砝码，使两个小车自静止开始在不同拉力作用下匀加速运动，小车所受拉力Ｆ的大小可以认为等于砝码和盘所受重力的大小（保证小车质量比砝码和盘质量大得多），小车后端系上细绳，用一只夹子夹住，以同时控制两小车，使两车同时运动，同时停止，分别测出两小车的位移x和受力Ｆ的大小，据x=at2/2知道，在时间t相同的前提下， x∝a，通过实验分析知，x∝F，可见，质量相同的物体，其加速度跟作用在它上面的力成正比，即a1:a2=F1:F2，或者a∝F。注意：用此方法需要平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动木板的位置，直至小车在斜面上运动时保持匀速运动状态，这时小车拉着纸带运动受到的摩擦力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡。
思考1.请设计探究加速度与力和质量关系的实验步骤？
探究过程（1）用天平测出小车和小盘（包括其中砝码）的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来。（2）按图所示将实验器材安装好（小车上不系绳）。（3）把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，平衡摩擦力。（4）将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m0g。 (5)保持小车的质量不变，改变小盘（包括其中砝码）的质量重复步骤（4）多做几次实验，且每次小车从同一位置释放。（6）保持小车所受的合外力不变，在小车上加砝码，并测出小车和放上砝码后的总质量M1，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码。（7）继续在小车上加放砝码，重复步骤（6）多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码。（8）分别用Δx=aT2或a=2x/t2等方法求得加速度a，将得到的数据填入a和F或a和 1/m的表格中，利用以上数据分别作出a-F关系图象、a-1/m关系图象以找出a与F、a 与1/m的关系。

人教版物理高一物理必修一第四章牛顿运动定律4.2实验：探究加速度与力、质量的关系(共37张PPT)

如何处理小车所受的摩擦力？
平衡摩擦力：在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块薄木
板，反复移动薄木板的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态（通过在纸带上打出的点迹是否均匀来判），这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受的重力
在斜面方向上的分力平衡。
实验结论：
aF
a 1 m
2、桶和砝码的质量要比小车的质量小很多。
方案三：利用气垫导道
该方案仪器精密，是很好的方案，测量结果精确，但中学一般没有这种仪器。
图 1 : 气垫导轨装置
图 2 :滑块和挡光片
图 3: 光电门
图 4 : 电脑计时器
图 5 : 气源
图 6 : 滑块的接触面
方案实施 1、确定方案 3、作出图象 5、形成结论 7、结论评估
2.产生物体运动状态改变的原因是什么?
力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。
3.物体运动状态改变的难易程度如何量度?
质量大的物体运动状态难改变，即惯性大。质量小的物体运动状态易改变, 即惯性小。
质量是物体惯性大小的量度。
物体运动状态发生改变指
速度发生改变产生
加速度
与力和质量有关
2、进行实验 4、进行分析 6、相互讨论
表格设计: （供参考一）
次数 1
拉车砝码（g）
加速度 a1

新课标高一物理 4.2加速度与力质量的关系课件上课用

模拟实验演示
讨论讨论1：加速度的大小与力有什么关系？结论：对同一物体，受力越大，加速度越大。讨论2：加速度的大小与质量有什么关？结论：物体受力相同时，质量越大，加速度越小。
加速度
与力和质量有关
定量关系
实验数据处理某次实验所打纸带如图，请算出其加速度
0 A B C D
cm
E
Βιβλιοθήκη Baidu
1.4. 3.80 7.22
2．某同学在做“当外力一定时，加速度和质量的关系”的实验时，得到下表中的实验数据：（1）请使用a-1/m图象来处理这些数据，并说明为什么不用am图象来处理数据。（2）根据作出的图象，可以得到的结论是小车的加速度与它的．
1、认真复习本节内容！ 2、完成学案所设计的题目
11.62
17.00
？猜测：
a F ? 或a F ?
2
1 1 a 或a 2 ？ m m
实验结论：
1、m一定，加速度a与F的定量关系：
aF
2、F一定，加速度a与m的定量关系:
1 a m
（注意：这里的力指的是物体所受的合外力）
小结：
1、力是物体产生加速度的原因
2、实验方法：控制变量法
3、实验结论：
aF
1 a m
复习巩固
1、关于力和运动的关系,下列说法中正确的是( ) A.物体的速度不断增大,表示物体必受力的作用 B.物体的位移不断增大,表示物体必受力的作用 C.物体朝什么方向运动,则这个方向上物体必受力的作用 D.物体的速度大小不变,则其所受的合力必为零

高中物理必修一第四章第二节实验探究加速度与力质量的关系优秀课件

2 3
4 5
0.25 0.22
0.18 0.16
0.25 0.30
0.35 0.40
4.0 3.3
2.9 2.5
请你在图21－2甲方格纸中建立合适坐标系并画
出能直观反映出加速度与质量关系的图线．
解析先确定坐标的含意，再按表格数据描点，最后把各点连成直线．
1 “a 与 m 成反比”实际上就是“a 与成正比”，以 m 1 a 为纵坐标，以为横坐标建立坐标系，选取适当的标度， m 描出坐标点，连线得到图象如图 21－2 乙所示．
m一定， a∝ F； F一定， a∝1/m。
思考：如何设计实验? 实验验证
明确几个问题:
1.测量哪些量?
1.怎么设计这个实验? 2.怎么测量? a、F、m m：天平 a: F: 求出物体所受的合力
2.如何由实验得出结论?
数据处理： m不变时，a与F关系； F不变时，a与m关系。
实验设计: 参考方案一:用打点计时器探究 FN
3 ．平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时，除了
不挂小盘外，其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上
点的距离相等．
方法指导
一、探究加速度与质量的关系例 1 某同学在实验中保持拉力不变，得到了小车加速度随质量变化的一组数据，如下表所示．实验次数 1 加速度 a/(m·s－2) 0.29 小车与砝码总质量 m/kg 0.20 小车与砝码总质量的倒数 m－1/kg－1 5.0

4.2实验：探究加速度、力与质量的关系 —【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册课件

F/ N
数据处理：当次数
拉力
1
不2
a/m·s -2
1.0
变3 时4
0.8
5
0.6
0m.4/k0g0 0.500 0.750 1.000 1.200
a/m ·s -2
0.861 0.692 0.470 0.352 0.290
m1 /kg -1 2.50 2.00 1.33 1.00 0.83
0.4
第四章牛顿运动定律
4.2 探究加速度与力和质量的关系
牛顿第一定律：无法用实验验证，非实验定律
牛顿第二定律：实验定律今天探究a,F,m的关系，实验原理：方法是控制变量法，即先控制一个
参量—小车的质量m不变，讨论加速度a与力F的关系，再控制小盘和砝码的质量不变，即力F不变，改变小车质量m，讨论加速度a与m的关系。
X/t
对砝码及砝码盘由牛顿运动定律：mg-F =ma ②
mg
①式求出a带入②解得：F= 1 m 当m<<M时，
F近似等于mg
M源自文库
3.保证细线与木板平行而不是与桌面平行 4.先接通电源再释放小车 5.作图时应让所描的点近似均匀的分布在图像两侧，较远点舍去（误差太大）
创新实验：
挡光板 △x 光电门1
光电门2
0.2
0 0.50.21.0 01.4.5 02.6.0 0.28.5 1.0 1.2m1m//kgkg-1

届高考物理一轮复习实验课4探究加速度与物体受力物体质量的关系验证牛顿运动定律课件新人教版

重新平衡摩擦力。选项A、D正确,选项B、C错误。

(2)对于系统,根据牛顿第二定律,有 a=
,牵引小车的拉力
0
F=m0a= +。要使
0
0 +
F=mg,则 m0≈m0+m,即要求 m≪m0。
-0

=
-μg,故 a-F
0
0
1
1
像的斜率反映了木块质量的倒数。有 > ,所以 m 甲<m 乙。
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。
-10考向1
考向2
考向3
(3)甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图示的装置放在水平桌
面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a
与拉力F的关系,分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木
速度与力、质量的关系。实验中,将一端带滑轮的长木板放在水平
实验台上,实验小车通过轻细线跨过定滑轮与钩码相连,小车与纸
带相连,打点计时器所用交变电流的频率为f=50 Hz。放开钩码,小
车加速运动,处理纸带得到小车运动的加速度a;在保持实验小车质
量不变的情况下,改变钩码的个数,重复实验。
甲
-13考向1
2.不重复平衡摩擦力:整个实验平衡了摩擦力后,不管以后是改变

第2节科学探究：加速度与力、质量的关系PPT课件

上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，
测量小车的加速度．小车的加速度 a 与砝码盘中砝码总重力 F 的
实验数据如下表：
砝码盘中砝码总重力 F/N
0.196
0.392
0.588
0.784
0.980
加速度 a/(m·s－2) 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70
栏目导引
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(3)①如图所示．
第5章牛顿运动定律
②小车、砝码盘和砝码组成的系统所受合外力为砝码盘和砝码的总重力，而表中数据漏计了砝码盘的重力，导致合力 F 的测量值小于真实值，a－F 的图线不过原点．
栏目导引
第5章牛顿运动定律
[答案] (1)0.16(或 0.15) (2)m0 m0 4F0 4F0 (3)①如解析图所示 ②未计入砝码盘的重力
第2节科学探究：加速度与力、质量的关系

高中物理第四章牛顿运动定律4.3牛顿第二定律2课件新人教版必修

【归纳总结】 1.应用牛顿运动定律的常用方法： (1)合成法。若物体只受两个力作用而产生加速度时,根据牛顿第二定律可知,利用平行四边形定则求出的两个力的合外力方向就是加速度方向。特别是两个力互相垂直或相等时,应用力的合成法比较简单。
(2)正交分解法。当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时,常用正交分解法。通常是分解力,但在有些情况下分解加速度更简单。 ①分解力：一般将物体受到的各个力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解,则F合x=ma(沿加速度方向),F合y=0(垂直于加速度方向)。 ②分解加速度：当物体受到的力相互垂直而加速度不在这两个方向上时,沿这两个相互垂直的方向分解加速度,再应用牛顿第二定律列方程求解,则F合x=max,F合y=may(ax、ay分别为加速度a沿x、y坐标轴的分量)。
主题1 牛顿第二定律研读教材·自主认知
1.牛顿第二定律： (1)内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成_正__比__,跟它的质量成_反__比__,加速度的方向跟作用力的方向_相__同__。 (2)表达式：F=_m_a_,其中F为物体所受的_合__力__。
2.力的单位： (1)公式F=ma成立的条件：单位必须统一为_国__际__单位制中相应的单位。 (2)力的国际单位：国际单位制中,力的单位是_牛__顿__,符号是_N_,使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力,称为1N,即1N=_1_k_g_·__m_/_s_2 。

人教版高中物理必修1 精品课件第四章第二节

_______________________________________.
栏目导引
第四章
牛顿运动定律
(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a 与弹簧秤示数F1的关系．如图4－2－5所示图
象能表示该同学实验结果的是____________．
图4－2－5
栏目导引
第四章
牛顿运动定律
(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的
要点整合核心突破
要点1 平衡摩擦力的目的和方法
1．目的：垫高木板不带滑轮的一端，使小
车自身重力沿斜面的分力平衡摩擦力，这样
小车所受拉力即为合力，使合力的测量方便
可行．
栏目导引
第四章
牛顿运动定律
2．方法：不挂重物，使小车拖着纸带，纸带
通过打点计时器，并且使打点计时器处于工作状态，逐渐调节木板的倾角，使打下的纸带上相邻点间距相等，则说明小车做匀速直线运动，即平衡了摩擦力．
所以图象不过原点．当F1增大时，即矿泉水瓶的质量m增大时，实验的前提条件不再满足，此时
a越大,绳上的拉力就越小于弹簧秤示数F1，加速
度增加得就越慢，图线向下弯曲,c正确．
栏目导引
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第四章
牛顿运动定律
(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是可以更方便地获取多组实验数据和比较精确地测出摩擦力的大小，b、c 说法是正确的；两种实验方法都不可以改变滑动摩擦力的大小，a错误；通过(2)中分析可以

实验：探究加速度与力、质量的关系-优质获奖课件

(2)研究加速度 a 与质量 m 的关系
第四章牛顿运动定律
如图所示，因为 a-m 图象是曲线，检查 a-m 图象是不是双曲
线，就能判断它们之间是不是反比例关系，但检查这条曲线是不
是双曲线，相当困难．若 a 和 m 成反比，则 a 与m1 必成正比．我
们采取“化曲为直”的方法，以 a 为纵坐标，以m1 为横坐标，作
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第四章牛顿运动定律
|对点训练| 1．下面是“探究加速度与力、质量的关系”的实验步骤： ①用天平测出小车质量 M 和小盘质量 m ②安装好打点计时器，在小车上装好纸带 ③调整长木板的倾斜程度 ④在小盘中加入适量的砝码 m1 ⑤保持小车质量一定时，探究加速度与力的关系 ⑥保持小车所受拉力一定时，探究加速度与质量的关系
第四章牛顿运动定律
2．用如图所示的装置探究在作用力 F 一定时，小车的加速度 a 与小车质量 M 的关系，某位同学设计的实验步骤如下：
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第四章牛顿运动定律
A．用天平称出小车和小桶及其内部所装砂子的质量 B．按图装好实验器材 C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶 D．将电磁打点计时器接在 6 V 电压的蓄电池上 E．先放开小车，再接通电源，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量
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第四章牛顿运动定律