验证牛二定律

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(完整word版)实验------牛二定律

验证牛顿第二定律与高考力学实验重点难点数据处理、误差分析器材小车、钩码、打点计时器、低压交流电源、纸带、复写纸、细线、导线、刻度尺、天平原理牛顿第二定律：F合=ma控制变量法：m一定时，a∝F；F一定时，a∝1m准备工作平衡摩擦力：将长木板的末端垫高，直至在不挂配重时，小车能做匀速直线运动；即能打出点迹均匀的纸带。

数据处理数据：小车质量，天平测量；小车加速度，纸带得到；小车合力，配重重力等效替换。

等效替换的条件m≪M。

★★★替换后原理：F=Mamg=Maa=FM★★★实际关系：mg=(M+m)aF=(M+m)aa=FM+m验证m一定时，a∝F；利用a−F图像●若a−F图像为过原点的直线，则验证了牛顿第二定律；●斜率的物理意义为k=1，可用来M。

M●若a−F图像为B图，则是没有平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力；●若a−F图像为C图，则是因为平衡摩擦力过度；●若a−F图像为D图，则是不满足m≪M，k=1，随着配重增加，斜率减小M+m验证F一定时，a∝1m利用a−1M图像●若a−1M 图像为过原点的直线，则验证了F一定时，a∝1M●斜率为F，可用于求m●若a−1M 图为D图，则为不满足m≪M；图像改为a−1M+m，则会变成直线；利用1a−M图像●原理1a =1g+MF●1a−M图像为直线●斜率为1F，可用于求m●1a −M图像纵截距为1g注意事项✓先开打点计时器，后放小车；✓低压交流电源；✓平衡摩擦力；✓等效替换时，保证m≪M；✓a−1M 图像当1M较小时为虚线；✓1a−M图像，不过坐标原点✓总结。

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 ∆。

实验牛顿第二定律实验报告

实验：牛顿第二定律实验报告实验报告：牛顿第二定律一、实验目的1.验证牛顿第二定律：力和加速度的关系以及质量和加速度的关系。

2.理解力的概念、分类及作用效果。

3.掌握控制变量法在实验中的应用。

二、实验原理牛顿第二定律指出，物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。

数学公式表示为F=ma，其中F代表作用力，m代表质量，a代表加速度。

三、实验步骤1.准备实验器材：小车、小盘、轨道、金属片、砝码、滑轮、细绳、纸带等。

2.将小车放在轨道上，小盘通过细绳与小车连接，小盘上放置砝码，调整砝码质量。

3.接通电源，打开打点计时器，释放小车，小车在砝码的拉动下开始运动。

4.记录小车的运动情况，包括小车的位移、时间以及加速度。

5.改变砝码的质量，重复步骤3和4，至少进行5组实验。

6.分析实验数据，得出结论。

四、实验数据分析根据表格中的数据，我们可以看出，当作用力（砝码质量）增加时，小车的加速度也相应增加。

当作用力不变时，增加小车的质量会导致加速度减小。

这些数据与牛顿第二定律的理论相符。

五、实验结论通过本实验，我们验证了牛顿第二定律的正确性。

实验结果表明，物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。

实验中我们使用了控制变量法，确保了数据的可靠性。

此外，通过实验，我们进一步理解了力的概念、分类及作用效果，提高了实验操作技能和数据分析能力。

六、实验讨论与改进尽管本次实验取得了成功，但仍存在一些可以改进的地方。

首先，由于实验中使用的砝码质量有限，对于小车加速度的测量可能存在误差。

为了提高实验精度，可以使用更精确的测量设备来记录小车的运动情况。

其次，为了更好地控制实验条件，可以采取一些措施来消除摩擦力等干扰因素的影响。

此外，还可以进一步拓展实验内容，研究不同形状、材料的小车在相同作用力下的加速度情况。

通过不断改进和完善实验方案，我们可以进一步提高实验效果和科学价值。

大学物理实验牛顿第二定律的验证误差分析

大学物理实验牛顿第二定律的验证误差分析
大学物理实验中，牛顿第二定律的验证是一个重要的实验内容。

牛顿第二定律表明，物体的加速度与作用在物体上的力成正比，与物体的质量成反比。

实验中，我们通过使用弹簧测力计和各种质量的物体来验证这一定律。

在实验过程中，我们首先将弹簧测力计固定在水平桌面上，并将待测物体悬挂在弹簧测力计的下方。

然后，我们逐步增加待测物体的质量，记录对应的拉力和加速度数据。

通过对数据的分析，我们可以验证牛顿第二定律。

在实际操作中，由于实验设备、测量仪器以及人为因素等因素的存在，可能会导致误差的产生。

这些误差可以分为系统误差和随机误差两种类型。

系统误差是由于实验设备的固有缺陷或者实验操作不当而引起的。

例如，弹簧测力计的刻度不准确、摩擦力的存在等都可能导致系统误差。

为了减小系统误差，我们可以使用多次实验取平均值的方法，并且注意选择精确度更高的实验设备。

随机误差是由于实验中的偶然因素引起的。

例如，读数时的人眼疲劳、环境温度的变化等都可能导致随机误差。

为了减小随机误差，我们可以多次测量同一组数据，并计算其平均值和标准偏差，以提高测量结果的准确性。

在误差分析中，我们可以通过计算相对误差、确定测量结果的可靠性。

相对误差可以通过实测值与理论值之差除以理论值，并乘以
100%来计算。

较小的相对误差表示测量结果较为准确。

大学物理实验中牛顿第二定律的验证是一个重要的实验内容。

在实验过程中，我们需要注意减小系统误差和随机误差，通过误差分析来评估测量结果的准确性。

这样才能得到可靠的实验数据，并验证牛顿第二定律的有效性。

验证牛顿第二定律的实验方法以及原理说明

验证牛顿第二定律的实验方法以及原理说明1、实验方法采用控制变量法，即当研究的某个物理量与两个以上的其他物理量的变化有关时，分别研究该物理量与其中一个物理量之间的变化关系，而设法控制其他物理量不发生变化的一种方法。

本实验中，小车加速度a的大小、方向由外力F、小车质量M共同确定。

研究加速度a 与F及M的关系时：（1）控制小车的质量M不变，讨论a与F的关系。

（2）再控制砂和砂桶的质量不变即F不变，改变小车的质量M，讨论a与M的关系。

（3）综合起来，得出a与F、M之间的定量关系。

2、实验思想方法（等效法）小车在长木板上运动时由于要受到摩擦阻力作用，且在改变小车质量时摩擦阻力随之改变，这将给实验带来很多麻烦。

例如，要测知动摩擦因数，计算每改变小车质量后的摩擦阻力，或每改变小车质量后都用“牵引法”调试平衡。

本实验中，巧妙地采用了平衡摩擦阻力的方法：将长木板一端垫起，让小车重力沿斜面的分力把摩擦阻力平衡掉，即等效于小车不受擦擦阻力作用，绳对小车的拉力即为车所受的合外力。

同时小车质量改变后无需重新调试，从而简化了实验程序及计算过程。

3、实验的必要条件（1）小车质量M远大于砂及桶的总质量m，从而近似认为对小车的拉力T等于砂及桶的重力mg。

注意：严格地说，细绳对小车的拉力T并不等于砂和砂桶的重力mg，而是。

推导如下：对砂桶、小车整个系统有：?????????? ①对小车：????????????? ?????????????????????②由①②得：???????????由于????????????????? ????因此??? 。

若允许实验误差在5％之内，则由由此，在实验中控制（一般说：）时，则可认为，由此造成的系统误差小于5％。

4、数据处理（图像法）在画和图像时，多取点、均分布，达到一种统计平均以减小误差的目的。

同时注意不分析图像，因为两者成不成反比关系不易直接观察。

5、实验的进一步改进本实验以小车为研究对象，以砂桶重力替代牵引力，产生了系统误差。

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重要定律之一，它描述了物体受力时的加速度与力的关系。

在科学史上，有许多实验被用来验证牛顿第二定律的有效性和准确性。

本文将介绍其中一些实验，并讨论其对牛顿第二定律的实验验证。

首先，我们来探讨一个经典的实验——斜面实验。

在这个实验中，一个物体沿着斜面滑动，我们可以通过测量物体在不同角度下的加速度来验证牛顿第二定律。

根据牛顿第二定律的表达式F=ma，我们可以得知加速度与物体所受合力成正比。

通过改变斜面的倾角和测量物体的加速度，我们可以验证这个关系是否成立。

为了进行斜面实验，我们可以利用一块光滑的斜面和一个固定在斜面上的测力计。

首先，将物体放置在斜面顶端，然后逐渐倾斜斜面，同时测量物体在每个角度下的加速度。

根据实验数据和斜面的几何参数，我们可以计算出物体所受的合力和加速度。

在验证牛顿第二定律时，我们也可以考虑空气阻力对物体运动的影响。

另外一个用来验证牛顿第二定律的实验是物体的自由落体实验。

根据牛顿第二定律，自由下落的物体在重力作用下会产生匀加速度运动。

因此，通过测量自由落体物体的加速度，我们也可以验证牛顿第二定律的有效性。

为了进行自由落体实验，我们可以利用一个竖直的透明直管和一个装有计时器的高精度观测工具。

首先，我们将物体放入直管的顶端，开始计时，并观察物体下落的过程。

通过测量物体在不同时间段内所经过的距离，我们可以计算其平均速度和加速度。

通过多次实验和数据处理，我们可以得到牛顿第二定律的验证结果。

除了斜面实验和自由落体实验，还有许多其他实验可以用来验证牛顿第二定律。

例如，弹簧振子实验、碰撞实验等等。

这些实验都是在控制条件下进行的，通过精确测量物体的运动和受力情况来验证牛顿第二定律的适用性。

通过这些实验的验证，我们可以得出结论：牛顿第二定律是一个准确且适用于经典力学的定律。

它可以通过实验的观察和数据的分析得到有效验证。

牛顿第二定律的重要性不仅体现在它的实验验证上，更体现在它对力学和物理学的广泛应用中。

验证牛顿第二定律

二、验证牛顿第二定律【重点知识提示】1．实验目的、原理实验目的验证牛顿第二定律，即物体的质量一定时，加速度与作用力成正比；作用力一定时，加速度与质量成反比．实验原理：利用砂及砂桶通过细线牵引小车做加速运动的方法，采用控制变量法研究上述两组关系．如图4—6所示，通过适当的调节，使小车所受的阻力忽略，当M 和优做加速运动时，可以得到 g m M m a +=m M m mg T +⋅= 当M>>m 时，可近似认为小车所受的拉力T 等于mg ．本实验第一部分保持小车的质量不变，改变m 的大小，测出相应的a ，验证a 与F 的关系；第二部分保持m 不变，改变M 的大小，测出小车运动的加速度a ，验证a 与M 的关系．2．实验器材打点计时器，纸带及复写纸，小车，一端附有滑轮的长木板，小桶，细绳，砂，低压交流电源，两根导线，天平，刻度尺，砝码．3．实验步骤及器材调整(1)用天平测出小车和小桶的质量M 和加，把数值记录下来．(2)按图4—7所示把实验器材安装好．(3)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，反复移动其位置，直至不挂砂桶的小车刚好在斜面上保持匀速运动为止．(4)将砂桶通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，使小车运动，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．(5)保持小车的质量不变，改变砂桶中的砂量重复步骤(4)，每次记录必须在相应的纸带上做上标记，列表格将记录的数据填写在表内．(6)建立坐标系，用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，在坐标系上描点，画出相应的图线以验证倪与F 的关系．(7)保持砂及小桶的质量不变，改变小车的质量(在小车上增减砝码)，重复上述步骤(5)、(6)验证a 与M 的关系．4．注意事项(1)在本实验中，必须平衡摩擦力，方法是将长木板的一端垫起，而垫起的位置要恰当．在位置确定以后，不能再更换倾角．(2)改变m 和M 的大小时，每次小车开始释放时应尽量靠近打点计时器，而且先通电再放小车．(3)每次利用纸带确定a 时，应求解其平均加速度．5．数据处理及误差分析(1)该实验原理中T=mM M mg +⋅，可见要在每次实验中均要求M>>m ，只有这样，才能使牵引小车的牵引力近似等于砂及砂桶的重力．(2)在平衡摩擦力时，垫起的物体的位置要适当，长木板形成的倾角既不能太大也不能太小，同时每次改变M 时，不再重复平衡摩擦力．(3)在验证a 与M 的关系时，作图时应将横轴用l ／M 表示，这样才能使图象更直观．【典型范例导析】【例1】在《验证牛顿第二定律》的实验中，在研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时，下列说法中错误的是 ( )A ．平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B ．每次改变小车质量时，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，可从天平测出装砂小桶和砂的质量m 及小车质量M ，直接用公式a=Mmg 求出(m<<M) 解析本题答案为A 、C 、D ．A 中平衡摩擦力实际上就是使小车所受重力的下滑分力与小车所受阻力相平衡，即mgsinθ=μmgcosθ，可见，平衡摩擦力时，不应将小桶系在小车上；实验时，先通电，待振针振动稳定后再放小车，使打点清晰，便于测量；小车加速度为实验测量的量，通过分析纸带得到．点评本题主要是考察该实验的操作及数据处理，只要对这些有一定了解，应该说是不难选择的．【例2】在《验证牛顿第二定律》的实验中备有下列器材：A ．打点计时器；B ．天平(带砝码)；C ．秒表；D ．低压直流电源；E ．纸带和复写纸；F ．导线细线；G ．小车；H ．砂和小桶；I ．带滑轮的长木板．其中多余的器材是________________(填代号)、缺少的器材是__________。

验证牛顿第二定律实验采用的科学方法

验证牛顿第二定律实验采用的科学方法牛顿第二定律，也称为运动定律，是经典力学的基本定律之一。

它表明，一个物体的加速度与作用于该物体的力成正比，与该物体的质量成反比。

这个定律为我们理解物体的运动提供了重要的基础，因此，科学家们一直在探索各种方法来验证这个定律是否正确。

本文将介绍牛顿第二定律实验采用的科学方法。

1.实验设计实验设计是验证牛顿第二定律的关键，因为它决定了实验结果的准确性和可信度。

为了验证牛顿第二定律，科学家们设计了一系列实验，其中最常用的是牛顿第二定律的基本公式：F=ma。

在这个公式中，F代表作用于物体上的力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。

因此，实验的设计需要确定如下几个要素：1) 选择物体：实验需要选择一个具有一定质量的物体，以便测量它的加速度。

2) 选择力：实验需要选择一种力来作用于物体上，以便测量它的加速度。

3) 测量加速度：实验需要测量物体的加速度，以便验证牛顿第二定律。

基于这些要素，科学家们设计了很多实验，其中最常用的是牛顿摆实验和自由落体实验。

2.牛顿摆实验牛顿摆实验是一种经典的验证牛顿第二定律的方法。

在这个实验中，一个球体被挂在一条细绳上，细绳的一端固定在支架上。

当球体被拉到一定角度后，它将被释放，并开始在细绳上摆动。

这个实验的关键是测量球体的摆动周期，并计算出球体的加速度。

为了进行牛顿摆实验，科学家们需要进行以下步骤：1) 选择物体：在牛顿摆实验中，球体是最常用的物体。

2) 选择力：在牛顿摆实验中，重力是作用于球体上的力。

3) 测量加速度：为了测量球体的加速度，科学家们需要测量球体的摆动周期，并计算出球体的加速度。

牛顿摆实验的优点是简单易行，可以用简单的设备进行。

但它的缺点是受到空气阻力的影响，实验结果可能存在误差。

因此，科学家们通常会采用更加精确的实验方法来验证牛顿第二定律。

3.自由落体实验自由落体实验是一种更加严格的验证牛顿第二定律的方法。

在这个实验中，一个物体被释放，从一定高度自由落下。

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。

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实验报告：牛顿第二定律的验证摘要：本实验利用移动卡尺，弹簧推动器等实验仪器，通过测量物体的质量，加速度，推力等物理量数据，验证牛顿第二定律——当一个物体受到力作用时，加速度与作用力成正比例，与物体质量成反比例。

引言：牛顿第二定律是经典力学的基石之一，在科学研究和现代生产中有着广泛的应用。

验证牛顿第二定律有利于认识其在生产和科研中的实际应用。

实验装置：本实验的装置如下图所示：实验内容：1.测量运动物体的质量，即挂上物体后引伸计读数的质量M。

2.测量弹簧推动器弹簧长度L0。

3.测量物体做匀加速运动时的时间t。

4.运用公式a=F/M，求出物体的加速度a。

5.利用公式F=-kΔL，求出物体受到的推力F。

6.利用公式F=Ma，验证牛顿第二定律。

实验结果：本实验中取样的数据如下表所示：物品名称质量M（kg）弹簧长度L0（mm）弹簧长度L1（mm）时间t（s）A 0.1 100 150 2.36B 0.2 100 175 1.88C 0.3 100 200 1.54D 0.4 100 220 1.32E 0.5 100 245 1.10根据实验测量后的数据，我们可以确定如下表所示的结果：物品名称质量M（kg）弹簧长度L0（mm）弹簧长度L1（mm）时间t（s）加速度a（m/s^2）推力F（N）A 0.1 100 150 2.36 0.344 0.34B 0.2 100 175 1.88 0.832 0.17C 0.3 100 200 1.54 1.380 0.27D 0.4 100 220 1.32 2.041 0.41E 0.5 100 245 1.10 2.732 0.68根据以上数据计算得到的加速度与推力如图示：结论：物体的加速度与推力满足牛顿二定律。

表中的实验数据和计算结果验证了牛顿第二定律的正确性。

致谢：本实验的成功完成得到了语文老师与物理老师的支持与指导，在此表示由衷的感谢。

验证牛顿第二定律实验报告

实验5 验证牛顿第二定律一、实验目的1. 了解气垫技术和光电计时技术技术原理，掌握气垫导轨和计时计测速仪的使用方法。

2. 测量滑块加速度，验证牛顿第二定律。

二、实验仪器汽垫导轨及附件、MUJ-5B 型计时计数测速仪、电子天平三、实验原理1、速度测量宽度为Δs 的挡光片（如图1）垂直装在滑块上，随滑块在气垫导轨上运动，挡光片通过光电门时，测速仪测出挡光时间Δt ，则瞬时速度：ts dt ds t s v t ∆∆≈=∆∆=→∆lim（1）式中Δs 根据实际宽度设置好，速度由测速仪自动计算并显示。

2、加速度测量挡光片随滑块通过光电门1和2，测出挡光片经过两个光电门的挡光时间1t ∆、1t ∆及从门1运动到门2的运动时间t ，测速仪自动按（2）式计算并显示加速度a 。

⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆-∆∆=-=1212t 1t 1t s t v v a （2） 3、牛顿第二定律验证方法在右图由1m 、2m 构成的系统中，在阻力忽略不计时，有：a m m g m )(212+=。

令g m F 2=，21m m M +=，则有Ma F =。

保持M 不变，改变F ，测a ，可验证a 与F 的关系；F 不变，改变M ，测a ，可验证a与M 的关系。

四、实验内容与步骤1.气垫导轨的水平调节分静态调平法或动态调平法。

采用静态调平法：接通气源后，将滑块在气垫导轨中间静止释放，观察滑块运动，根据运动方向判断并调节导轨调平螺钉，反复进行，使滑块静止释放后保持不动或稍微左右摆动。

2.练习测量速度和加速度。

3.验证牛顿第二定律（1）验证质量不变时，加速度与合外力成正比。

用电子天平称出滑块质量滑块m ，按上图所示装配，测速仪选“加速度” 功能，将4个砝码全部放在滑块上，将滑块移至远离滑轮一端释放，通过两光电门，记录加速度a 。

重复测量4次。

再将滑块上的4个砝码分四次从滑块上移至砝码盘上，重复上述步骤。

（2）验证合外力不变时，加速度与质量成反比。

验证牛顿第二定律的三种方法

关于“验证牛顿第二定律实验”的三个问题wangqixue@问题1. 在“验证牛顿第二定律”的实验中，小车包括砝码的质量为什么要远大于砂和砂桶的总质量。

分析：在做关系实验时，用砂和砂桶重力m g 代替了小车所受的拉力F ，如图1所示：而砂和砂桶的重力m g 与小车所受的拉力F 是并不相等．这是产生实验系统误差的原因，为此，必须根据牛顿第二定律分析m g 和F 在产生加速度问题上存在的差别．实验时可得到加速度与力的关系的图像，如图2所示，由图像经过原点知，小车所受的摩擦力已被平衡．设小车实际加速度为a ，由牛顿第二定律可得：()mg M m a =+ 即 ()mga M m =+若视 F m a =，设这种情况下小车的加速度为 a '，则 m ga M '=．在本实验中，M 保持不变，与()mg F 成正比，而实际加速度a 与m g 成非线性关系，且m 越大，图像斜率越小。

理想情况下，加速度a 与实际加速度差值为图１图２221()()m gm gm gg a MM M m M M m M m m ∆=-==+++ 上式可见，m 取不同值， a ∆不同，m 越大，a ∆越大，当m M 时，a a '≈， 0a ∆→，这就是要求该实验必须满足m M 的原因所在．由图２还可以可以看出，随着()F mg 的增大，加速度的实验值与理想值之间的差别越来越大.本实验是因原理不完善引起的误差，实验用砂和砂桶的总重力m g 代替小车的拉力，而实际小车所受的拉力要小于砂和砂桶的总重力，这个砂和砂桶的总质量越接近小车和砝码的总质量，误差越大，反之砂和砂桶的总质量越小于小车和砝码的总质量，由此引起的误差就越小．即此误差可因为 m M 而减小，但不可能消去此误差．问题2：在利用打点计时器和小车做“验证牛顿第二定律”的实验时，实验前为什么要平衡摩擦力？应当如何平衡摩擦力？分析：牛顿第二定律表达式 F m a =中的F ，是物体所受的合外力，在本实验中，如果不采用一定的办法平衡小车及纸带所受的摩擦力，小车所受的合外力就不只是细绳的拉力，而应是细绳的拉力和系统所受的摩擦力的合力．因此，在研究加速度a 和外力F 的关系时，若不计摩擦力，误差较大，若计摩擦力，其大小的测量又很困难；在研究加速度a 和质量m 的关系时，由于随着小车上的砝码增加，小车与木板间的摩擦力会增大，小车所受的合外力就会变化（此时长板是水平放置的），不满足合外力恒定的实验条件，因此实验前必须平衡摩擦力应如何平衡摩擦力？怎样检查平衡的效果？有人是这样操作的；把如图3所示装置中的长木板的右端垫高一些，使之形成一个斜面，然后把实验用小车放在长木板上，轻推小车，给小车一个沿斜面向下的初速度，观察小车的运动情况，看其是否做匀速直线运动．如果基本可看作匀速直线运动，就认为平衡效果较好．这样操作有两个问题，一是在实验开始以后，阻碍小车运动的阻力不只是小车受到的摩擦力，还有打点计时器限位孔对纸带的摩擦力及打图3点时振针对纸带的阻力．在上面的做法中没有考虑后两个阻力，二是检验平衡效果的方法不当，靠眼睛的直接观察判断小车是否做匀速直线运动是很不可靠的．正确的做法是。

验证牛顿第二定律的实验

验证牛顿第二定律的实验引言：牛顿第二定律是经典力学的基本定律之一，它描述了物体的运动与所受力的关系。

为了验证牛顿第二定律，科学家们进行了许多实验。

本文将介绍其中一种经典的实验，以验证牛顿第二定律的准确性。

实验目的：通过实验验证牛顿第二定律，即力等于物体质量乘以加速度。

实验器材：1. 一台光滑水平桌面2. 一根轻质滑轮3. 一根光滑绳子4. 一块质量较小的物体5. 一组测力计实验步骤：1. 将滑轮固定在桌面上，并将绳子绕在滑轮上。

2. 将质量较小的物体绑在绳子的一端，使其悬挂在滑轮上。

3. 将另一端的绳子通过测力计，使其悬挂在桌面的边缘。

4. 通过调整测力计的位置，使绳子保持水平，并且质量较小的物体悬挂在空中。

5. 记录下测力计的示数。

实验原理：根据牛顿第二定律的公式 F = ma，其中 F 表示力，m 表示物体的质量，a 表示物体的加速度。

在本实验中，由于绳子和滑轮的存在，使得力的方向改变，因此需要通过测力计来测量物体受到的力。

实验结果：根据实验记录的测力计示数，可以计算出物体受到的力。

同时，通过测量物体的质量，可以计算出物体的加速度。

将这些数据代入牛顿第二定律的公式，即可验证牛顿第二定律的准确性。

实验分析：通过多次实验的数据统计与计算，可以得出结论：在给定质量下，物体所受的力与加速度成正比。

这符合牛顿第二定律的描述。

实验误差：在实际的实验过程中，可能会存在一些误差。

例如，测力计的示数可能存在一定的误差；绳子和滑轮的摩擦力也可能对实验结果产生一定的影响。

为了减小这些误差，可以通过多次实验取平均值，以提高实验结果的准确性。

实验应用：牛顿第二定律是力学中的重要定律，广泛应用于各个领域。

例如，汽车的运动学分析、机械系统的设计与优化、火箭的发射等等，都离不开牛顿第二定律的应用。

结论：通过本实验的验证，我们可以得出结论：牛顿第二定律描述了物体的运动与所受力的关系，力等于物体质量乘以加速度。

这一定律对于理解和解释物体运动的规律具有重要意义，也为各个领域的工程应用提供了基础。

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。

验证牛二定律

验证牛二定律【实验目的】验证牛顿第二定律，就是验证：（1）物体质量一定时，加速度与合外力成正比；（2）合外力一定时，物体的加速度与质量成反比。

【实验原理】1、保持研究对象（小车）的质量(M)不变，改变砂桶内砂的质量(m)，即改变牵引力测出小车的对应加速度，用图像法验证加速度是否正比于作用力。

2、保持砂桶内砂的质量(m)不变，改变研究对象的质量(M)，即往小车内加减砝码，测出小车对应的加速度，用图像法验证加速度是否反比于质量。

【实验器材】附有定滑轮的长木板、薄木垫、小车、细线、小桶及砂、打点计时器、低压交流电源、导线、天平（带一套砝码）、毫米刻度尺、纸带及复写纸等。

【实验步骤】1、用天平测出小车和小桶的质量M0和m0，并记录数值；2、按照要求安装实验器材，此时不把悬挂小桶用的细绳系在车上，即不给小车加牵引力；3、平衡摩擦力，在长木板不带定滑轮的一端下面垫薄木板，并反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后，小车在斜面上的运动可以保持匀速直线运动状态为止。

4、记录小车及车内所加砝码的质量；称好砂子后将砂倒入小桶，把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小桶；此时要调整定滑轮的高度使绳与木板平行；接通电源，放开小车，待打点计时器在纸带上打好点后，取下纸带，做好标记。

5、保持小车的总质量不变，改变砂的质量（均要用天平称量），按步骤4中方法打好纸带，做好标记。

6、在每条纸带上选取一段比较理想的部分，分别计算出加速度值。

【注意事项】1、实验中始终要求砂和砂桶的总质量（m ）远小于小车和砝码的总质量（M ）2、平衡摩擦力时不要挂小桶，但小车要挂纸带并接通打点计时器；有两个作用：一是判断小车是否匀速运动，二是在平衡摩擦力时也要平衡振针和纸带之间的摩擦3、在每次打过点的纸带上，都要注明小车的质量和拉力数值，以免在分析数据时造成错误。

4、小车每次释放前应靠近打点计时器，先通电源再放小车；小车停止运动前应按住小车。

5、由于a ～M 图像是一条曲线，难以判断a 和M 之间的函数关系，从而难以确定a 与M 的定量关系。

验证牛顿第二定律实验

验证牛顿第二定律实验引言:牛顿第二定律是经典力学中的重要定律之一，它描述了物体运动时受到的力与物体加速度之间的关系。

为了验证牛顿第二定律，科学家们进行了一系列实验。

本文将介绍一种常见的实验方法，通过该实验可以直观地验证牛顿第二定律的正确性。

实验目的：通过实验验证牛顿第二定律，即力等于物体质量乘以加速度。

实验器材：1. 弹簧测力计2. 平滑水平桌面3. 一块小木块4. 弹簧5. 牛顿秤实验步骤：1. 将平滑水平桌面放置在实验台上。

2. 将弹簧测力计固定在实验台上，保证它处于竖直方向。

3. 将小木块放在水平桌面上，并将弹簧连接到小木块上。

4. 使用牛顿秤在弹簧上施加不同大小的力，并记录每个力的数值。

5. 记录小木块在不同施加力下的加速度。

6. 分别计算每个力下的加速度，并绘制出力与加速度的关系曲线。

7. 根据实验数据，验证牛顿第二定律的正确性。

实验原理：牛顿第二定律表明，物体所受合外力等于物体的质量乘以加速度。

即 F = m * a，其中 F 为物体所受合外力，m 为物体的质量，a 为物体的加速度。

在本实验中，通过施加不同大小的力后测量小木块的加速度，即可验证牛顿第二定律。

实验结果分析：根据实验数据，我们可以绘制出力与加速度的关系曲线。

根据牛顿第二定律的公式F = m * a，我们可以得到一条直线，斜率为小木块的质量。

如果实验结果符合这条直线，即表示牛顿第二定律得到了验证。

实验结论：通过实验，我们验证了牛顿第二定律的正确性。

实验结果表明，物体所受合外力等于物体质量乘以加速度。

这一定律在各种情况下都成立，是经典力学的基石之一。

实验误差分析：在实际实验中，由于外界环境的影响，很难完全消除误差。

例如，桌面的摩擦力、弹簧的弹性等都会对实验结果产生一定影响。

为了减小误差，我们可以采取一些措施，如使用更精确的实验器材、多次重复实验并取平均值等。

实验应用：牛顿第二定律在物理学中具有广泛的应用。

它可以用来解释和预测各种物体的运动行为，如机械系统的运动、天体运动、流体的运动等。