验证牛顿第二定律
验证牛顿第二定律—实验数据的处理
- 1 -验证牛顿第二定律〖实验目的〗：验证牛顿第二定律。
即①质量一定时，加速度与作用力成正比；②作用力一定时，加速度与质量成反比。
〖实验原理〗：1．保持研究对象的质量不变，改变小桶里砂的质量，即改变牵引力，用打点计时器打出测算小车运动的加速度，用图象法验证加速度是否与作用力成正比。
2．保持小桶及其中砂的质量不变，即保持牵引力不变，改变研究对象的质量，即在小车上加放砝码，用打点计时器打出纸带测算小车运动的加速度，用图象法验证加速是否与质量成反比。
〖注意事项〗：1．平衡摩擦力时不要挂小桶，应连着纸带，且接通电源，判断小车是否作匀速直线运动。
可用直接观察法，也可用打点计时器打出纸带判定（各点间距相等） 2．小车应打点计时器，且接通电源后待打点计时器稳定后才能放手。
3．本实验存在系统误差，为了减小系统误差必须：小车与钩码的总质量远远大于砂与砂桶的总质量，即：（M+m ）>>（)m M '+'分析：对于砂和砂桶整体分析：a m M F g m M )()('+'=-'+' 对于小车与钩码整体分析：a m M F )(+=联立上面两式求解得：)()()(m M m M gm M a '+'++'+'=拉小车的力F ：)()(1)()(m M m M gm M a m M F +'+'+'+'=+=当（M+m ）>>（)m M '+'时：g m M F )(+=4．画F a --和mM a +--1图象时应使所描的点尽量多地位于直线上，不在直线上的点尽量均匀分布在直线的两侧。
5．在验证a 与（M+m ）成反比时，横坐标选用mM +1，而不是（M+m ），原因是a——（M+m ）图线是曲线，不便直接观察a 与（M+m ）是否存在反比关系。
〖习题选编〗1．在验证牛顿第二定律的实验中，平衡摩擦力是： A 、不能将装砂的小桶通过滑轮系在小车上；B 、小车后的纸带必须连好，但打点计时器可以不打点；C、应使打点计时器打在小车所带纸带上的点迹间的距离相等；D每次改变小车的质量时，必须两再次平衡摩擦力。
专题九 实验验证牛顿第二定律
专题十实验验证牛顿第二定律1、目的：验证牛顿第二定律（a = F m）2、原理：控制变量法。
（1）保证物体质量不变时，改变合外力大小，测出不同合外力的大小和对应加速度大小，得出加速度与合外力成正比关系。
（2）保证物体合外力不变时，改变物体质量大小，测出不同质量和对应加速度大小，得出加速度与质量成反比的关系。
从而验证了加速度与合外力成正比，与质量成反比。
3、器材与装置：器材：带定滑轮的长木板、小车、平台、打点计时器、低压交流电源、纸带、细线、砂桶、天平。
装置如图：4、实验步骤：(1)验证小车质量不变时，加速度与合外力成正比关系。
①（1）用天平测出小车和砝码的总质量.②平衡摩擦：不挂砂桶，垫高长板右端，轻推小车，给小车一个初速，调长板倾角使小车匀速运动（或打出纸带上的点间隔均匀）③按上图所示作好连接，先接通打点计时器电源，让打点计时器稳定打点后，再放开小车，取下纸带编出号码，天平测出砂和桶的总质量m，作好记录。
④改变砂的质量，重复步骤3。
⑤对纸带求加速度a和小车受的合力F（小车受的合力等于砂和桶的重力F=mg）。
⑥以合力F为横坐标，以加速度a为纵坐标，描点画出图象，当图象为过坐标原点的直线，便证明了加速度与合外力成正比。
(2)验证小车合外力不变时，加速度与质量成反比。
⑦保证砂和桶的总质量m不变（合外力不变），改变小车上砝码来改变小车的质量，测出小车的不同质量和对应的加速度，把相应的小车质量和加速度填入表中。
并算出小车质量的倒数1 M。
⑧以1M为横坐标，以加速度a为纵坐标，描点画出图象，当图象为过坐标原点的直线便证明了加速度与质量成正比。
注意：①平衡小车摩擦是为了消除摩擦对小车的合力的影响，使小车的合力等于细线对小车的拉力。
使小车质量远大于砂和桶的总质量，是为了使细线的拉力等于砂和砂桶的总重力，这两措施是为了实验中，使小车的合外力等于砂和砂桶的总重力（F = mg），使得测合外力比较简单。
如果用气垫导轨代替滑板就不用平衡小车摩擦力，如果在拉线与小车间加一个力的传感器，直接读出线对小车拉力就不用满足小车质量远大于砂和桶的总质量的条件。
牛顿第二定律的验证
碰｝在生产实践中广泛存在着，例如锻铁、打桩等都 是 碰撞过程，在研究分子、原子、原子核的散射时，在一 定 意义下，也可看作碰撞过程来处理。
碰撞的情况是多种多样的，作为动量守恒和机械能守 恒的应用，结合气垫实验，我们只讨论二滑块的正碰。
牛顿总结实验结果，提出碰撞定律：碰撞两球的分离 速度与碰撞前两球接近速度成正比，比值为e ,叫恢复系 数， 即
光电门P 即可
考察：
W = AE,
K
<
利用前面系统总质量不变情况下的实验数据进行考察。系统状态
改变时秩码下落的高度h等于两光电门之间的距离。
实验内容
•用实验室提供的仪器设计进行完全弹性碰撞、 非 完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞实验的方案。
•自己设计数据记录表格。 •验证上述三种类型的碰撞结果。
世 三二】 的数学表述是：F=Ma0它是质点动力学 的基本方
程，它给出了力、质量和加速度三个物理量之间的 定量关系。 验证牛顿第二定律从两个方面着手：
(1) 系统总质量不变，考察合外力和加速度的关系。 (2) 合外力不变，考察总质量和加速度的关系。
为了减少摩擦阻力的影响，实验中使用了气垫导轨。 使用光电门、电脑通用计数器及安装于滑块上的挡光片可测 出滑块通过两光电门时的速度和间隔时间，从而得到加速度
B） 记录数据，作Fr-v曲线。
A） 操作：设置电脑通用计数器的“功能键”于“加速度”，按“转换键 '
选择档光片的宽度值。
B） 记录数据，作a-F曲线，由斜率1/〃?得m的实验值，与质量标称 值比较，
计算相对误差。 C） 用最小二乘法处理数据，计算相对误差。
书？验内容 §二定律的验证（二）
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
实验 牛顿第二定律的验证实验目的1．学习气垫导轨和光电计时器的调整方法。
2．验证牛顿第二定律。
3．学习在低摩擦情况下研究力学问题的方法。
仪器用具气垫导轨、滑块、光电计时器、砝码。
实验原理（一） 验证牛顿第二定律按牛顿第二定律，对于一定质量m 的物体，其所受的合外力F 和物体所获得的了加速度a 之间存在如下关系：ma =F (1)此实验就是测量在不同的F 作用下，运动系统的加速度a ，检验二者之间是否符合上述关系。
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。
实验系统如图1所示，水平放置的质量为m 2的滑块和质量为m 1的砝码用一轻质细线通过半径为R 定滑轮与相连，忽略滑轮与轴承之间的摩擦力以及细线的质量，且细线与滑轮之间无滑动。
m 1m1aT m 1图1设滑轮C 与滑块m 2之间绳的张力为T 2，滑轮C 与砝码之间绳的张力为T 1，滑块m 2的加速度为a （图1）。
为滑轮的转动惯量为I ，角加速度为β 综上有：12()T T R I β-= （2）1122Im g m m a R =++⋅（） (3)若不考虑滑轮的转动惯量I ，则有a m m g )m F 211+==（ （4）即此系统受到的合外力m 1g 等于系统总质量12()m m +与加速度a 的乘积。
实验中滑块质量用天平称量，加速度a 按下述方法测量：在导轨上相距为S 的两处安放两光电门K 1和K 2，测出运动系统在砝码的重力m 1g 作用下，滑块做匀加速运动，则系统加速度用通用计数器的测量加速度档直接测出。
（二） 仪器使用原理1．气垫导轨 如图1 所示，气垫导轨是一种摩擦力很小的实验装置，它利用从导轨表面小孔喷出的压缩空气，在滑块与导轨之间形成很薄的空气膜，将滑块从导轨面上托起，使滑块与导轨不直接接触，滑块在滑动时只受空气层间的内摩擦力和周围空气的微弱影响，这样就极大地减少了力学实验中难于克服的摩擦力的影响，滑块的运动可以近似看成无摩擦运动，使实验结果的精确度大为提高。
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
实验一验证牛顿第二定律一、实验目的１、了解电磁打点计时器的构造、工作原理和使用方法；２、掌握从电磁打点计时器的纸带记录中得出实验数据的方法；３、掌握从做好验证牛顿第二定律实验的关键。
二、实验器材附有定滑轮的斜面；物理小车；细线；勾码（20g、50g若干）；电磁打点计时器；低压交流电源；导线；刻度尺；纸带；天平。
三、做好力学实验的关键力学实验经常不容易做好，其原因一方面是测量手段的精确性不够高，另一方面是由于受到别的因素的干扰，例如摩擦的影响等。
做好运动学和动力学实验的关键主要有以下几点：1、准确计时。
不同实验要求的准确度不同，不同的计量工具计时的精度也不同，因此应根据实验的需要选择适当的计时工具，并应正确使用这些工具。
在教学中常用的计时工具有节拍器、弹簧片振动计时器、秒表、电动秒表、毫秒计等。
2、精确定位。
决定物体位置的方法很多，如打点定位、光电定位、闪光照相定位等。
演示实验中也常用插旗或做记号等简易定位方法，不同的定位方法其定位的准确度也不同。
3、减少摩擦对实验的影响。
常用的方法一种是减少摩擦力的值，如将滑动摩擦改为滚动摩擦，加润滑油或用气垫等。
另外一种方法是增加一个外力来抵消摩擦力的影响。
4、计时和定位的良好配合。
常用机械、光电或者电磁等元件及装置，将计时和定位很好配合起来。
在实验中要将耳听和眼看配合起来才能取得良好的实验效果。
四、电磁打点计时器（一）电磁打点计时器的结构和工作原理J0203型电磁打点计时器是一种可靠、结构比较简单的计时记录仪器，它主要以打点的方式把所研究对象的运动情况记录在纸带上，从纸带上被打点子的分布情况来分析研究对象的运动规律。
通过测量纸带点子与点子之间的距离，计算出研究对象运动通过的路程、速度、加速度等。
该仪器配合学生电源以及轨道小车可以完成高中物理的研究匀加速运动的规律、验证牛顿第二运动定律、测定重力加速度及验证机械能守恒定律等多个实验。
J0203型电磁打点计时器的主要部分如图1-1所示。
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 验证牛顿第二定律
外力成正比”的结论，下列说法正确的是________(填选项前的字母)。
A.三组实验中只有甲同学的实验需要平衡摩擦力
B.三组实验都需要平衡摩擦力
C.三组实验中只有甲同学的实验需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的质量M
的条件
D.三组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的质量M的条件
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实验基础梳理
解析 (1)B 点的瞬时速度为 vB＝AB4＋TBC＝（6.19＋4×6.700.0）2 ×10－2 m/s≈ 1.6 m/s，由逐差法求解小车的加速度，a＝（CD＋D4E×）（－2T（）A2B＋BC） ＝（7.21＋7.742×－（6.01.90－4）6.270）×10－2 m/s2≈3.2 m/s2。
答案 (1)控制变量法 (2)①平衡摩擦力 ②沙和沙桶的总重力 (3)B
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实验基础梳理
实验热点突破
拓展训练1 如图3所示，某学生实验小组定量探究加速度与力、质量的关系。实验 时使小车在砝码和托盘的牵引下运动。
图3 (1)实验室准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸及如图所示的器材。若 要完成该实验，必需的实验器材还有________________。 (2)为达到平衡摩擦力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木 板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做________运动。
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实验基础梳理
实验热点突破
拓展训练2 为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如 图4所示的实验装置，小车质量用M表示(乙图中M包括小车与传感器，丙图中M 包括小车和与小车固连的滑轮)，钩码总质量用m表示。
甲
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乙
实验基础梳理
实验热点突破
丙
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
验证牛顿第二定律完整版
验证牛顿第二定律 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】实验4：验证牛顿第二定律一、实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律。
2．探究加速度与力、质量的关系。
3．掌握灵活运用图象处理问题的方法。
二、实验原理控制变量法：在所研究的问题中，有两个以上的参量在发生牵连变化时，可以控制某个或某些量不变，只研究其中两个量之间的变化关系的方法，这也是物理学中研究问题时经常采用的方法。
本实验中，研究的参量为F、M和a，可以控制参量M一定，研究a与F的关系，也可控制参量F一定，研究a与M的关系。
三、实验器材电磁打点计时器、复写纸片和纸带、一端有定滑轮的长木板、小车、小盘、低压交流电源、天平、砝码、刻度尺、导线。
四、实验步骤1．用天平测量小盘的质量m和小车的质量M。
2．把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路。
3．平衡摩擦力：小车的尾部挂上纸带，纸带穿过打点计时器的限位孔，将木板无滑轮的一端稍微垫高一些，使小车在不挂小盘和砝码的情况下，能沿木板做匀速直线运动。
这样小车所受重力沿木板的分力与小车所受摩擦力平衡。
在保证小盘和砝码的质量远小于小车质量的条件下，可以近似认为小盘和砝码的总重力大小等于小车所受的合外力的大小。
4．把小车停在打点计时器处，挂上小盘和砝码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带。
5．改变小盘内砝码的个数，重复步骤4，并多做几次。
6．保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带。
7．改变小车上砝码的个数，重复步骤6。
五、实验数据的处理方法——图象法、化曲为直的方法1．探究加速度与力的关系以加速度a为纵坐标，以F为横坐标，根据测量的数据描点，然后作出图象，看图象是否是通过原点的直线，就能判断a与F是否成正比。
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。
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
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 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。
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。
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。
牛顿第二定律实验
验证牛顿第二定律实验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3-14-1所示，通过适当的调节，使小车所受的阻力忽略，当M 和m 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m ，把数值记录下来．(2)按图3-14-2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a 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．图3－14－1图3－14－2[例1]（2008·广州一模）用如图（甲）所示的实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力.（1）某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图（乙），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是否正确？如果不正确，应当如何进行？答： .（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）.（3）打点计时器使用的交流电频率f=50Hz. 下图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）.★高考重点热点题型探究热点牛顿第二定律[真题1]（2007·广东）如图3-14-7 (a)所示，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连.开始时，小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离.启动计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离.打点计时器使用的交流电频率为50Hz. 图3-14-7（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如图箭头所示.(1)根据所提供的纸带和数据，计算打c 段纸带时小车的加速度大小为 m/s 2（计算结果保留两位有效数字）. (2) 打a 段纸带时，小车的加速度是2.5m/s 2，请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b 段纸带中的 .(3) 如果重力加速度取2m/s 10，由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为 .【真题2】（2008年宁夏卷）.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图，一表面粗糙的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.打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点. （1）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度a = (保留三位有效数字).(2)回答下列两个问题：①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有 .（填入所选物理量前的字母）A.木板的长度lB.木板的质量m 1C.滑块的质量m 2D.托盘和砝码的总质量m 3E.滑块运动的时间t②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 .（3）滑块与木板间的动摩擦因数 ＝ （用被测物理量的字母表示，重力加速度为g ）.与真实值相比，测量的动摩擦因数 （填“偏大”或“偏小” ）.写出支持你的看法的一个论据：.2.72 2.82 2.92 2.98 2.82 2.62 2.08 1.90 1.73 1.48 1.32 1.12单位：cma bc图3－14－7 (b) D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7。
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
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考点一
考点二
考点三
第三章
实验4:验证牛顿第二定律
基础梳理 考点探究 演练巩固
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考点三 创新实验设计的考查
【例 3】 某实验小组设计了如图甲所示的实验装置,通过改变重物的质 量,利用计算机可得滑块运动的加速度 a 和所受拉力 F 的关系图象。 他们在 轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条 a F 图线,如图乙 所示。
,把木板不带滑轮的一端垫高;
接通电火花计时器电源,轻推小车,让小车拖着纸带运动。如果打出的纸带 (选填“减小”或“增大”)木板的倾角,反复调节,直 为止。
图3
(2)图 3 为研究“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,横坐标 m 为小车上砝码的质量。设图中直线的斜率为 k,在 纵轴上的截距为 b,若牛顿第二定律成立,则小车受到的拉力为 的质量为 。 ,小车
第三章
实验4:验证牛顿第二定律
基础梳理 考点探究 演练巩固
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一
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三 四
五
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三、实验数据的处理方法——图象法、化曲为直法
1.探究加速度与力的关系 以加速度 a 为纵坐标、F 为横坐标,根据测量的数据描点,然后作出图 象,看图象是否是通过原点的直线,就能判断 a 与 F 是否成正比。 2.探究加速度与质量的关系 以 a 为纵坐标、m 为横坐标,根据各组数据在坐标系中描点,将会得到 如图甲所示的一条曲线。由图线只能看出 m 增大时 a 减小,但 a 与 m 具体 是什么关系,不能得出。若以 a 为纵坐标、m为横坐标,将会得到如图乙所示 的一条过原点的倾斜直线,据此可判断 a 与 m 成反比。
实验4:验证牛顿第二定律
第三章
实验4:验证牛顿第二定律
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一、实验目的、原理、器材
目 的 原 理 器 材 1.掌握用控制变量法研究物理规律 2.学会利用图象处理数据的方法 3.验证牛顿第二定律 本实验中,研究的参量有 F、m、a 1.控制 m 一定,研究 a 与 F 的关系 2.控制 F 一定,研究 a 与 m 的关系 打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、 夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码
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四、注意事项
1.一定要做好平衡摩擦力的工作,也就是调出一个合适的斜面,使小车 的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力。 在平衡摩擦力时, 不要把悬挂重物的细线系在小车上,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.实验步骤 2、3 不需要重复,即整个实验平衡了摩擦力后,不管以后是 改变重物质量,还是改变小车和砝码的总质量,都不需要重新平衡摩擦力。 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质量 的条件下打出。只有如此,重物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 先接通电源,再放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车。
第三章
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六、实验改进
本实验中可以用气垫导轨来代替长木板,这样就省去了平衡小车摩擦 力的麻烦,小车的加速度也可以利用传感器,借助于计算机来处理。
第三章 ◆．实验设计 :
实验4:验证牛顿第二定律
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——参考方案一：用打点计时器探究 F
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(1)下列做法正确的是
(填字母代号)。
A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行 B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝 码桶通过定滑轮拴在木块上 C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源 D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度 (2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受 到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量 “远大于”“远小于”或“近似等于”)木块和木块上砝码的总质量。 (选填
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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两侧。 6.作图时两轴标度比例要选择适当。各量须采用国际单位。这样作图 线时,坐标点间距不至于过密,误差会小些。 7.为提高测量精度,可以采取下列措施: (1)舍掉纸带上开头比较密集的点,在后边便于测量的地方找一个起点。 (2)可以把每打五次点的时间作为时间单位,即从开始点起,每隔四个点 标出一个计数点,而相邻计数点间的时间间隔为 T=0.1 秒。
关闭
为测量小车的加速度,需要记录小车运动的位置和时间,这可以利用打点计 时器和纸带完成。所以,实验中应有打点计时器。实验中需要改变小车的质量, 关闭
学生电源、电磁打点计时器、钩码、 砝码或电火花计时器、钩码、砝码 学 这可以通过在小车上添加钩码来实现 ,所以实验中应有钩码。实验中还需要改变 生电源为电磁打点计时器提供交流电压;电磁打点计时器(电火花计时器)记录小 小车所受拉力的大小,这可以通过改变盘中的砝码的数目来改变,所以实验中应 车运动的位置和时间;砝码用以改变小车的质量;钩码用以改变小车受到拉力的 有砝码。 大小,还可用于测量小车质量
答案:(1)① (2)0.5 0.2
考点一
考点二
考点三
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实验4:验证牛顿第二定律
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1.(2013·广东汕头质检)图 1 为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。
图1
图2
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(1)平衡小车所受阻力的操作:取下 如图 2 所示,则应 到纸带上打出的点迹
考点一
考点二
考点三
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(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、乙用的木块质量分别为 m 甲、 m 乙,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为 μ 甲、μ 乙,由图可知,m 甲
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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(实际上小车受到的拉力要小于重物的重力),存在系统误差。重物质 量越接近小车的质量,误差就越大;反之,重物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,除了不挂重物外,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各点的距离相等。
FN f G
小车：研究对象，可用天平称其质量M.
打点计时器：测量小车运动过程中的加速度a. 砝码盘和砝码：重力mg提供拉力 合力F=?
第三章
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考点一 实验器材、原理、目的的考查
【例 1】在“探究加速度与力、质量的关系”实验时,已提供了小车、一 端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为 了完成实验,还须从下图中选取实验器材,其名称是 分别写出所选器材的作用 。 ,并
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解析:(1)图线①所受拉力 F=0 时加速度不为零,说明图线①是在轨道左侧 抬高成为斜面情况下得到的。 (2)根据图线①,由拉力 F1=0,加速度 a1=2m/s2,可得:F1+mgsin θ-Ff=ma1;由拉 力 F2=1N,加速度 a2=4m/s2,可得:F2+mgsin θ-Ff=ma2;联立解得 m=0.5 kg;由(1)可 知图线②是在轨道水平的情况下得到的,根据图线②得,F=1N=μmg,解得 μ=0.2。
考点一
考点二
考点三
第三章
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(1)图线 得到的。
(选填“①”或“②”)是在轨道左侧抬高成为斜面情况下 kg;滑块和轨道间
(2)滑块和位移传感器发射部分的总质量 m= 的动摩擦因数 μ= 。
考点一
考点二
考点三
第三章
实验4:验证牛顿第二定律
基础梳理 考点探究 演练巩固
第三章
实验4:验证牛顿第二定律
基础梳理 考点探究 演练巩固
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一
二
三 四
五
六
4.把小车停在打点计时器处,挂上小盘和砝码,先接通电源,再让小车拖 着纸带在木板上匀加速下滑,打出一条纸带。 5.改变小盘内砝码的个数,重复步骤 4,并多做几次。 6.保持小盘内的砝码个数不变,在小车上放上砝码改变小车的质量,让 小车在木板上滑动打出纸带。 7.改变小车上砝码的个数,重复步骤 6。
(2)当小车上的砝码为零时,小车加速度为 a0=������,设小车的质量为 M,则小车
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