16 验证牛顿第二定律
高中物理实验学案《验证牛顿第二定律》 (含答案)
【实验目的、原理】验证牛顿第二定律，即保持物体质量不变，验证物体的加速度是否与所受外力成正比；保持物体所受外力不变，验证物体的加速度是否与其质量成反比。
实验原理图如图4－1所示，实验中认为物体m 的重力的大小等于小车M 受到的拉力，即小车受到的合力。
实际上小车要受到摩擦力。
即便不考虑摩擦力，系统的加速度也应该为M m mg a +=，小车受到的拉力为mM Mmg T +=。
所以实验中若认为物体m 重力的大小等于小车受到的拉力大小（也是合力大小），前提是：1． ； 2． 。
【实验器材】小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫木，低压交流电源，导线两根，纸带，米尺。
实验中除了上述器材外，需要的器材还有： 。
【实验内容】1．用天平测出小车和小桶的质量M 0和m 0。
2．按图4－2把实验器材安装好，并平衡摩擦力。
3．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。
4．保持小车的质量不变，多次改变砂的质量m ，重复步骤3。
并算出每条纸带对应的加速度的值，填入表4－3中。
5．用纵坐标表示加速度a ，横坐标表示作用力F ，即砂和桶的总重力(m + m 0)g ，作出a －F 图象，验证加速度与合外力的关系。
M 0= kg m 0= kg 表4－3结论1：6．保持砂和小桶的质量不变，多次在小车上加放砝码以改变小车的总质量M ，重复步骤3，求出相应的加速度填入表4－4中，用纵坐标表示加速度a ，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数M1，描出相应的点并作图线，以验证加速度与质量的关系。
贴坐标纸m ＋m 0= kg 表4－4结论2： 【问题与讨论】1． 砂和小桶的总质量要远远小于小车和砝码的总质量。
为什么？2． 如何平衡摩擦力？3．a －F 图象与a －M1图线的斜率的物理意义是什么？贴坐标纸注意事项(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；平衡摩擦力时不要挂小桶，应连着纸带，且接通电源．(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)作图象时，要使尽可能多的点在所作的直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线的两侧，个别误差较大的点应舍去． 数据处理及误差分析(1)该实验原理中T ＝mg ·11＋m M，可见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小桶的重力．(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1M表示，这样才能使图象更直观.【基础练习】1．在验证牛顿第二定律的实验中，用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F ，用打点计时器测出小车的加速度a ，得出若干组F 和a 的数据。
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。
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;要消除这种误差,可以以小车与砂桶组成的系统为研究对象;则该系统质量,系统所受拉力;验证a与F关系时,要保证恒定,可最初在小车上放几个小砝码,逐一把小砝码移至砂桶中,以改变每次的外力；验证a与总质量的关系时,要保证砂、桶重力不变,可在小车上逐一加放小砝码,以改变每次总质量;其他方法步骤同原来一样;。
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。
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
验证牛顿第二定律一、实验原理与方法1．验证牛顿运动定律的实验依据是F＝Ma.本实验中有力F、质量M和加速度a三个变量，研究加速度a与F及M的关系时，先控制质量M不变，讨论加速度a与力F的关系；然后再控制力F不变，讨论加速度a与质量M的关系．2．实验中需要测量的物理量和测量方法是小车及砝码的总质量M，用天平测出．小车受到的拉力F认为等于重物的重力mg.小车的加速度a利用纸带根据Δs＝aT2计算．二、实验器材打点计时器、纸带、小车、一端附有定滑轮的长木板、重物、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺、砝码．三、实验步骤及数据处理1．用天平测出小车和砝码的总质量M，重物的质量m，把数值记录下来．2．按如图所示把实验器材安装好，只是不把悬挂重物的细绳系在车上，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一块木板．反复移动木板的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态．这时，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力沿斜面方向上的分力平衡．4．把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂重物，先接通电源再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点，打完点后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码．5．保持小车和砝码的质量不变，在小盘里放入适量的砝码，把小盘和砝码的总质量m′记录下来，重复步骤4.6．重复步骤5两次，得到三条纸带．7．在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，测量计数点间的距离，算出每条纸带上的加速度的值．8．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，作用力的大小F等于小盘和砝码的总重力，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点，如果这些点是在一条过原点的直线上，便证明了加速度与作用力成正比．9．保持小盘和砝码的质量不变，在小车上加砝码，重复上面的实验，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和砝码总质量的倒数，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点．如果这些点是在一条过原点的直线上，就证明了加速度与质量成反比．四、注意事项1．平衡摩擦力时，不要将悬挂重物的细线系在小车上，即不要给小车施加牵引力，并且让小车拖着打点的纸带运动．2．平衡摩擦力后，无论如何改变重物或小车和砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．但必须保证细绳与长木板平行．3．每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于重物的质量的条件下打出．只有如此，重物的重力才可视为小车受到的拉力．4．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，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．5．作图时两轴标度比例要选择适当，各量采用国际单位，要使尽可能多的点在所作直线上，其余点尽可能均匀分布在直线两侧，舍去个别误差较大的点．五、误差分析1质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差、拉线或纸带不与木板平行等都会造成差．2．因实验原理不完善造成误差本实验中用重物的重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于重物的重力)，存在系统误差．重物的质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，重物的质量越小于小车的质量，误差就越小．3．平衡摩擦力不准造成误差：平衡摩擦力不好，会使小车受到的拉力不是合外力，造成实验结果有误差.【例1】(2010年北京西城抽测)某同学采用如图(甲)所示的装置验证规律：“物体质量一定，其加速度与所受合力成正比”．a．按图(甲)把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车做匀速直线运动；b．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂配重，接通电源，放开小车，打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号；c．保持小车的质量M不变，多次改变配重的质量m，重复步骤b；d．算出每条纸带对应的加速度的值；e．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示配重受的重力mg(作为小车受到的合力F)，作出a-F图象．(1)在步骤d中，该同学是采用vt图象来求加速度的．图(乙)为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为B、C、D，相邻计数点之间还有4个计数点没有标出．打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上．打点计时器打C点时，小车的速度为______ m/s；(2)其余各点的速度都标在了vt坐标系中，如图(丙)所示．t＝0.10s时，打点计时器恰好打B点．请你将(乙)中所得结果标在图(丙)所示的坐标系中，并作出小车运动的vt图线；利用图线求出小车此次运动的加速度a＝______ m/s2.【例2】(2009年上海卷)如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度与力的关系”的实验装置．(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持________不变，用钩码所受的重力作为________，用DIS测小车的加速度．(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出aF关系图线(如图所示)．①分析此图线的OA段可得出的实验结论是②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是()A．小车与轨道之间存在摩擦B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大D．所用小车的质量太大1、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。
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(经典实用)
验证牛顿第二定律实验（经典实用）牛顿第二定律是物理学中最基本的定律之一，它描述了力、质量和加速度之间的关系。
根据牛顿第二定律，当一个物体受到某个力时，它将产生一个与该力成正比的加速度。
为了验证这个定律，我们进行了以下实验。
材料和设备：1. 测力计2. 密度计3. 弹簧锁定器4. 钩子5. 不同质量的球（如网球、篮球等）6. 直尺7. 计时器实验步骤：1. 将测力计连接到弹簧锁定器上，并挂在墙上。
确保测力计在水平位置上。
2. 将一个球放在钩子上，用密度计测量球的质量，记录下来。
3. 将钩子连接到测力计上，并使球悬挂在测力计下部。
4. 确保测力计和球都处于静止状态，开始记录时间。
5. 用手推动球，使其产生运动，同时用计时器记录球的运动时间。
6. 通过观察测力计的读数，记录下球运动时受到的力。
7. 重复以上步骤，使用不同质量的球进行实验。
8. 将记录的数据绘制成图表，将加速度与受力之间的关系进行对比。
实验结果：根据实验数据，我们得出以下结论：1. 受力和球质量之间具有线性关系，即受力越大，球的加速度越大。
这符合牛顿第二定律的描述。
2. 每种球的加速度都不相同，这是由于不同球的质量不同，受到的力也不同。
3. 当球的质量增加时，受到的力也相应增加，但加速度的增长速度较慢。
这与牛顿第二定律中的质量项有关。
结论：实验结果证实了牛顿第二定律的正确性。
根据实验数据，受力和加速度具有线性关系，为F=ma。
这个定律被广泛应用于物理学、工程学和其他领域，对于理解运动的本质和设计新技术发挥重要作用。
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。
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。
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。
高考物理实验-验证牛顿第二定律
验证牛顿第二定律知识元验证牛顿第二定律知识讲解一、实验目的1．学会用控制变量法验证牛顿第二定律2．掌握利用图象处理实验数据的方法二、实验原理本实验中，探究加速度a与力F、质量M的关系，可以先保持F不变，研究a和M的关系，再保持M不变，研究a和F的关系．三、实验器材小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫块，打点计时器，导线两根，纸带，托盘天平及砝码，米尺．四、实验步骤1．用天平测出小车的质量M和盘的质量m0，把数值记录下来．2．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，直至不挂盘和重物的小车刚好能在斜面上保持匀速直线运动为止．4．将盘和重物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，改变盘中重物的质量，重复步骤4，每次记录必须在相应的纸带上做上标记，将记录的数据填写在表格内．6．建立坐标系，用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，在坐标系中描点，画出相应的图线，探究a与F的关系．7．保持盘和重物的质量不变，改变小车的质量（在小车上增减砝码），探究a与M的关系．五、注意事项1．在本实验中，必须平衡摩擦力，在平衡摩擦力时，不要把重物系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动．2．安装器材时，要调整滑轮的高度，使拴小车的细绳与斜面平行，且连接小车和盘应在平衡摩擦力之后．3．改变小车的质量或拉力的大小时，改变量应尽可能大一些，但应满足盘和重物的总质量远小于小车和车上砝码的总质量．盘和重物的总质量不超过小车和车上砝码总质量的10%．4．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，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．六、误差分析1．质量的测量误差，纸带上打点计时器间隔距离的测量误差，细绳或纸带不与木板平行等都会造成误差.2．因实验原理不完善造成误差：本实验中用重物的重力代替小车受到的拉力（实际上受到的拉力要小于重物的重力），存在系统误差.重物的质量越接近小车的质量，误差越大，反之，重物的质量越小于小车的质量，误差就越小.3．平衡摩擦力不准造成误差.在平衡摩擦力时，除了不挂盘和重物外，其他的都应跟正式实验一样（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各点间的距离相等．例题精讲验证牛顿第二定律例1.如图甲所示装置可以用来测量“摩擦因数”、“探究加速度与合外力、质量的关系”，也可以用来“探究功与速度变化的关系”和“验证机械能守恒定律”等。
16牛顿第二定律及其应用 知识讲解 基础
物理总复习：牛顿第二定律及其应用【考纲要求】1、理解牛顿第二定律，掌握解决动力学两大基本问题的基本方法；2、了解力学单位制；3、掌握验证牛顿第二定律的基本方法，掌握实验中图像法的处理方法。
【知识网络】牛顿第二定律内容：物体运动的加速度与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力相同。
解决动力学两大基本问题（1）已知受力情况求运动情况。
（2）已知物体的运动情况，求物体的受力情况。
运动=F ma−−−→←−−−合力 加速度是运动和力之间联系的纽带和桥梁【考点梳理】要点一、牛顿第二定律1、牛顿第二定律牛顿第二定律内容：物体运动的加速度与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力相同。
要点诠释：牛顿第二定律的比例式为F ma ∝；表达式为F ma =。
1 N 力的物理意义是使质量为m=1kg 的物体产生21/a m s =的加速度的力。
几点特性：（1）瞬时性：牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，力是加速度产生的根本原因，加速度与力同时存在、同时变化、同时消失。
（2）矢量性： F ma =是一个矢量方程，加速度a 与力F 方向相同。
（3）独立性：物体受到几个力的作用，一个力产生的加速度只与此力有关，与其他力无关。
（4）同体性：指作用于物体上的力使该物体产生加速度。
要点二、力学单位制1、基本物理量与基本单位力学中的基本物理量共有三个，分别是质量、时间、长度；其单位分别是千克、秒、米；其表示的符号分别是kg 、s 、m 。
在物理学中，以质量、长度、时间、电流、热力学温度、发光强度、物质的量共七个物理量 作为基本物理量。
以它们的单位千克（kg ）、米（m ）、秒（s ）、安培（A ）、开尔文（K ）、坎 德拉（cd ）、摩尔（mol ）为基本单位。
2、 基本单位的选定原则（1）基本单位必须具有较高的精确度，并且具有长期的稳定性与重复性。
（2）必须满足由最少的基本单位构成最多的导出单位。
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。
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。
验证牛顿第二定律(实验)
实验步骤
02
准备实验器材
光滑长木板
提供无摩擦力的表面，确 保实验结果的准确性。
小车
用于放置砝码并沿木板滑 动，需保证质量均匀分布。
砝码
提供小车所需的额外质量， 以便研究加速度与质量的 关系。
准备实验器材
细绳
连接小车与滑轮，传递拉力。
进行实验的过程中，学生需要掌 握基本的实验技能，如测量、数 据记录、误差分析等，对于提高 学生的实验能力和科学素养具有
重要意义。
拓展科学思维
通过对实验数据的分析和讨论， 学生可以更深入地理解物理概念 和定律，拓展科学思维，培养分
析问题和解决问题的能力。
对未来研究的建议
提高实验精度
为了更准确地验证牛顿第二定律，可以采用更精确的测量 仪器和方法，减小实验误差，提高数据的可靠性。
表格行数
根据实验次数确定，一般至少进行3次实验以减 小误差
数据处理方法
计算平均值
线性拟合
对多次实验的数据求平均值，以减小 随机误差
对实验数据进行线性拟合，得到物体 质量、施加力与加速度之间的关系式
绘制图表
根据实验数据绘制物体质量-加速度、 施加力-加速度等图表，直观展示实验 结果
误差分析
误差来源
线性关系确认
实验数据表明，在误差允许范围内， 作用力与加速度之间、质量与加速度 之间均存在良好的线性关系，进一步 证实了牛顿第二定律的线性特征。
实验意义与价值
验证物理定律
该实验是物理学中一项重要的基 础实验，通过验证牛顿第二定律， 巩固了经典力学理论的基础，为 后续学习和研究提供了坚实的支
验证牛顿第二定律
实验器材：打点计时器、纸带及复写纸片、小车 附有定滑轮的长木板、小桶、细绳、 沙子、低压交流电源、两根导线、天 平、刻度尺、砝码
实验步骤： 1、用天平称出小车和砝码的质量M、小桶和沙子 的质量M′。（M′《M） 2、按图安装好实验器材，只是 不挂小桶，即不施加外力。 3、平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下 面垫一木块，在打点计时器正常工作以后，反 复移动木块的位置，直至小车在斜面上运动时 可以匀速直线运动，此时小车拖着纸带运动时 所受的摩擦力与小车重力沿斜面分力相等 判定小车做匀速直线运动方法：1）直接观察 2）通过打点计时器打出的纸带判定 摩擦力：小车与斜面、小车轴和轮、纸带所受阻力
4、把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，此时 调整定滑轮的高度使细绳与木板平行。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，标上号码。 5、保持小车的质量不变, 改变砂的质量, 即改变小 车的牵引力, 再做几次实验。实验中使M′<<M 6、选比较理想的纸带，分析加速度验证加速度与 合外力的关系。 实验中为什么使桶和砂的M′<<小车和砝码的M？
T Ma ; M ' g T M ' a M ' M M ' g 1 1 M /M ' g
当 M M ' 时 a 0 则 T M ' g
图象法研究： 如何连线？
使更多的点分布在线上，不能分 布在线上的均匀分布在线的两侧 分析出现以下两种图象的原因？
(1) F 0 , a 0 平衡摩擦力时倾角过大 ( 2 ) F 0 , a 0 摩擦力没有完全平衡掉
若本实验没有考虑桶和砂的质量，结果应是哪个 图象？
M ' g T M 'a T Ma T M 'g,a
高中物理必修一--4.16验证牛顿第二定律
原点，其主要原因是__________．
丙
(3)保持砂和砂桶的质量不变，改变小车中砝码质
量，进行多次测量，得到小车加速度a、质量m
及其对应的1/m的数据如表中所示：
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8
小车加速度 a/(m·s －2) 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小车和砝码质
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，然后让滑块沿长木板滑下， 打点计时器打下的纸带如图乙所示．
甲
乙
(1)图乙中纸带的哪端与滑块相连___________．
(2)图乙中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50 Hz的交流电源，根据图乙求
出滑块的加速度a＝________ m/s2.
三、误差分析
1．质量的测量误差，纸带上打点计时器打点间 隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木板平 行等都会造成误差．
2．因实验原理不完善造成误差：本实验中用小 盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际 上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重 力)，存在系统误差。
3．平衡摩擦力不准造成误差：平衡摩擦时可能 偏大或偏小；小车每次运动的过程中，所受 的阻力并不完全相同。
答案：
(1)0.45 (2)实验前没有平衡摩擦力 (3)图略；图像为过坐标原点的直线，表明在
合力一定时，加速度与质量成反比
例题2：验证牛顿第二定律，某同学设计了如下实验方 案：
A．实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳 通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为m＝0.5 kg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；
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验证牛顿第二定律
命题人：孙运平 编号:21 姓名 完成时间
【考点知识解读】
一、实验原理
1．如图3-3-1所示装置，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)，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a-M -1图线，验证加速度是否与质量成反比. 二、实验中的注意事项
1．砂和小桶的总质量要远远小于小车和砝码的总质量.
在实验中一定要使重物的质量远小于小车和砝码的质量，目的是减小本实验原理导致的系统误差.在小车加速运动时，重物不可能是平衡的（如图3-3-2所示），它具有与小车同样大小的加速度.设车与重物的加速度大小均为a ，绳对车和重物的拉力大小为T.
对重物有 m 重物-T=m 重物a 对车有 T=M 车+砝码a
所以 T=
g M m M m 砝码
车重物砝码
车重物+++
因此，在探究加速度与合外力的关系时，若在实验中把所挂重物的重力当成作用于小车上的合外力，会作出如图6-2-18所示的a-F 图象，从图中可以看出，F 较大（所挂重物质量较大）时，a 与F 不成正比.
只有重物质量远小于车和砝码的总质量时，有
1≈+++砝码
车重物砝码
车M m M ，此时有T≈m 重物g ，可以近似地认为细
绳对小车的牵引力等于重物的重力.
2．在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源.用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平
衡.
3．作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，但如遇个别特别偏离的点可舍去.
【基础知识应用】
例1 为了更直观地反映物体的加速度a 与物体质量m 的关系，往往用二者的关系图象表示出来，该关系图象应选用（ ） A ．a-m 图象
B ．m-a 图象
C ．m
a 1
-图象 D ．
a m
-1
图象
变式1 在“探究加速度与作用力的关系”的实验中，有位同学按照图3-3-6的装置（将长木板平放在水平桌面上）做五次实验.他在做第一次实验时，钩码总质量为m ，小车质量M=30m ，
以后每次增加一个钩码，这五次实验中，若用钩码的总重力表示绳子的拉力F ，则第 次实验的误差较大；按这五组数据画出的a-F 图像是图3-3-7中的 图；该图象存在截距的原因是 ；图线斜率的物理含义是 .
例2、在本实验中，下列说法正确的是（ ）
A 、平衡摩擦力时，小桶应用细线通过定滑轮系在小车上，但小桶内不能装沙
B 、实验中无需始终保持小车和砝码的质量远远大于沙和小桶的质量
C 、实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比
D 、平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力
【变式训练】在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关
系时,采用如图3-3-8所示的实验装置，小车及车中的砝码
质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，小车的加
速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器打上的点计算出：
(1)当M与m的大小关系满足
时才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力.
(2 )一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定，探究做加速度与质量的关系，以下做法错误的是：( )
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用天平测出m以及小车质量M，直接用公式a＝mｇ/Ｍ求出.
（3）在保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度与
所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，二位同
学得到的a―Ｆ关系
分别如图3-3-9中的甲、乙所示（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：
甲图：
乙图：
【巩固练习】
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
2．某两个同学用图所示的装置（图中A为小车，B为带滑轮的长木
板，C为水平桌面），分别在《探究加速度与外力间的关系》实
验中，各自得到的图象如图中甲和乙所示，则出现此种现象的原
因甲是，
乙是．3．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
a-m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．
4．在保持质量不变时加速度与物体受力间关系的实验中，小车质量M和砝码质量m分别选取下列四组值．A．M=500g，m分别为50g、70g、100g、125g；B．M=500g，m分别为20g、30g、40g、50g；C．M=200g，m分别为50g、75g、100g、125g；D．M=200g，m分别为30g、40g、50g、60g。
若其它操作都正确，那么在选用组值测量时所画出的图线较准确．在选用此组值，m取g时实验误差较大．
5、(09潍坊模拟)如图3-3-10(甲)所示，在“用DIS系统测量小车加速度” 的实验中，将长为1m的水平轨道一端垫高10cm形成斜面.从斜面顶端由静止释放质量为kg
5.0的小车后，得到图3-3-10（乙）所示的v-t图象(小车与轨道末端碰撞后立刻停下)，取g=10 m/s2则
(1)小车的加速度大小为 m/s2；
(2)小车受到的平均阻力大小为
N.
6.(2009江苏11). “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示.
在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示。
计时器大点的时间间隔为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a=______m/s2.（结果保留两位有效数字）
甲
乙
图
3-3-11。