牛二实验探究
牛顿第二定律探究实验
器材选择、怎样测量物体的加速度？
怎样提供并测量力F ？
FN
F
f
G
〖交流评估〗 误差分析 系统误差
FN
f G1
G
F
mgFs≠inG f G1平衡摩擦力f
G
〖实验结论〗 ——探究a与F的关系
大量实验研究表明：m一定时，a与F成正比
aF
实验图像展示 ——探究a与M的关系
a m的关系
a m2的关系
〖实验结论〗
——探究a与m的关系
a 1 的关系 m
大量实验研究表明：F一定时，a与m成反比
a 1 m
小组合作学习---方案设计
——探究a与F、m的关系
〖实验结论〗
a 1 的关系 m
大量实验研究表明：
m一定时，a与F成正比
aF
大量实验研究表明： F一定时，a与m成反比
a 1 m
【布置作业】 完成实验报告。
思考：起动快慢与哪些因素有关呢？
结合生活经验：
你觉得加速度与物体所受外力及物体自身 质量之间可能会有怎样的定量关系呢？
猜想
加速度与外力可能的定量关系持物体质量不变，探究加速度与外力的关系； 2.保持外力相同，探究加速度与物体质量的关系。
小组合作学习---方案设计并完成实验 请根据桌上实验器材小组讨论
——探究a与F、M的关系的实验方案
制定实验方案时主要考虑两个问题：
一是怎样测量（或比较）物体的加速度？ 二是怎样提供并测量力F ？
请记录实验数据并思考怎样处理实验数据
小组合作学习---方案设计
——探究a与F、M的关系
实验设计交流讨论及图象展示
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。
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。
牛顿第二定律实验探究(附打点计时器,速度和加速度测量)
牛顿第二定律实验探究(附----打点计时器、用打点计时器测速度和加速度) 一，打点计时器打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种。
它们使用交流电源，电磁打点计时器由学生电源供电，工作电压6V以下，电火花计时器工作电压220v。
当电源频率是50H Z 时，它每隔0.02s打一个点。
当每5个点取一个计数点，或说每隔4个点取一个计数点时时间间隔为0.1s。
电火花计时器比电磁打点计时器阻力小。
二，用打点计时器测速度因为匀变速直线运动在某段时间内的平均速度等于这段时间中点的瞬时速度，所以第n个相同时间T秒末的速度υn=（x n+x n+1）/2T如图第3个计数点的速度υ3=（x3+x4）/2T有时为了减小误差可用υ3=（x1+x2+x3+x4+x5+x6）/6T来计算三，测加速度加速度为a的匀加速直线运动，在连续相等的时间内的位移分别为x1、x2、x3····则Δx=x2—x1=x3—x2=······=aT2，a=Δx/ T2如图a=（X-X1）/ T2=（X3-X2）/ T2=（X4-X3）/ T2等等2有时为了减小误差{（X2-X1）/ T2+（X3-X2）/ T2+（X4-X3）/ T2+（X5-X4）/ T2+（X6-X5）/ T2} a=15=（X6-X1）/ 5T2或a={（X4+X5+X6）-(X1+X2+X3)}/9T2 (逐差法)四，牛顿第二定律实验1，器材，步骤、方法（1），小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。
（2）用木块将木板的带有打点计时器的一端垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力;调节木板的倾斜度，使小车不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。
(3)用天平测出盘和重物的总质量，求出总重。
它近似于小车运动时所受的拉力。
（4），用刻度尺测出纸带上计数点之间的距离，求出小车运动的加速度。
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。
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
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是经典力学中的重要定律，它描述了物体的加速度与作用力之间的关系。
在本次实验中，我们将通过一系列的实验来验证牛顿第二定律，并对实验结果进行分析和讨论。
实验一，直线运动的加速度与作用力的关系。
首先，我们将进行一项实验，使用动力传感器和滑轮装置来测量不同作用力下物体的加速度。
我们选择了几组不同的质量物体，并在它们上面施加不同大小的水平拉力，记录下相应的加速度数据。
通过分析实验数据，我们将验证牛顿第二定律中加速度与作用力之间的关系。
实验结果表明，当施加的作用力增大时，物体的加速度也随之增大，且二者呈线性关系。
这与牛顿第二定律中描述的加速度与作用力成正比的关系相吻合，从而验证了牛顿第二定律的有效性。
实验二，牛顿第二定律在斜面上的应用。
接下来，我们将通过斜面实验来进一步验证牛顿第二定律。
我们选取了一些不同质量的物体，并将它们放置在斜面上，测量它们在斜面上的加速度。
同时，我们还测量了斜面上的摩擦力和斜面的倾角等相关数据。
实验结果显示，斜面上物体的加速度与施加在物体上的合外力成正比，且与物体的质量成反比。
这与牛顿第二定律中描述的加速度与作用力和质量之间的关系相吻合，再次验证了牛顿第二定律的有效性。
实验三，牛顿第二定律在复合运动中的应用。
最后，我们将进行一项复合运动实验，通过测量物体在斜面上的运动轨迹和加速度来验证牛顿第二定律在复合运动中的应用。
我们将结合斜面实验和直线运动实验的数据，分析物体在复合运动中的加速度与作用力的关系。
实验结果表明，物体在复合运动中的加速度与作用力和质量之间的关系符合牛顿第二定律的描述，进一步验证了牛顿第二定律在复合运动中的适用性。
总结：通过以上一系列的实验，我们成功验证了牛顿第二定律在不同情况下的适用性。
实验结果表明，牛顿第二定律描述了物体的加速度与作用力之间的关系，且在直线运动、斜面运动和复合运动中均得到了有效验证。
牛顿第二定律的验证实验为我们深入理解经典力学提供了重要的实验依据，对于进一步研究物体运动的规律具有重要的指导意义。
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。
实验：牛二
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.
例与 用如图 (甲)所示的实验装置来验证牛顿第二 练 ,为消除摩擦力的影响,实验前必须平衡摩擦力． 定律
(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,应当如何进行？ (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 C 图线是下图中的________ ．
例与 在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图 练 所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用 M表示，盘及盘中砝 码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点 计时器打上的点计算出。 M>>m 时，才可以认为绳对小车的 (1)当M与m的大小关系满足______ 拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。 (2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝 码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度， 采用图象法处理数据。为了比较容易地确定出加速度a与质量M 的关系，应该作a与______1/M 的图象。 (3)如图(a)为甲同学根据测量数据作出的a-F图线，说明实验存在 的问题主要是 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 。 (4)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a-F图线如 图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？ 小车及车上的砝码的总质量不同 _______________。
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。
高中物理教案：牛顿第二定律的实验探究
高中物理教案：牛顿第二定律的实验探究一、引言牛顿第二定律是力学中最基本的定律之一，也是高中物理教学中重要的内容之一。
通过实验探究牛顿第二定律可以帮助学生深入了解力与加速度的关系，并培养学生的实验能力和科学精神。
本教案将介绍一种简单而有效的实验方法，帮助学生理解和验证牛顿第二定律。
二、实验目的通过实验研究力对物体加速度的影响，达到以下目的：1.掌握牛顿第二定律的含义和表达方式；2.了解力与加速度之间的定量关系；3.培养实验设计、数据处理和实验报告撰写能力。
三、实验材料1.弹簧测力计：用于测量施加在小车上的力；2.小车：用于进行实验的物体，需具备较小的摩擦力；3.线：用于连接弹簧测力计和小车；4.平滑水平桌面：用于小车的运动。
四、实验步骤1.固定好弹簧测力计和小车：将弹簧测力计的固定环与桌面连接，通过线将小车与弹簧测力计相连，并确保小车在桌面上能够平稳运动。
2.测量小车的质量：使用弹簧测力计测量小车的质量，并记录在实验记录表中，单位为千克(kg)。
3.测量施加在小车上的力：通过施加力的大小和测量弹簧测力计的伸长量来测量施加在小车上的力。
分别施加不同大小的力，记录每次对应的伸长量和施加的力值。
4.测量小车的加速度：将小车从静止状态推动，并记录在特定时间间隔内的位移量。
使用牛顿第二定律的公式 a = F/m 计算小车的加速度，其中F为施加在小车上的力，m为小车的质量。
5.绘制力与加速度的关系图：将施加的力作为横轴，小车的加速度作为纵轴进行绘图，得到一条直线。
六、数据处理与分析1.计算每次施加力对应的小车加速度。
2.绘制力与加速度的关系图。
3.根据实验数据判断并分析牛顿第二定律的正确性。
七、实验总结通过本实验，我们通过测量力与加速度的关系，验证了牛顿第二定律：物体的加速度与施加在它上面的力成正比，与物体的质量成反比。
同时，通过实验学生也深入了解了实验设计、数据处理和实验报告撰写的方法。
总之，通过这个实验，学生不仅能够理解牛顿第二定律的含义，还可以深入掌握力与加速度的关系。
牛顿第二定律的实验探究
实验误差主要来源于测量误差、系统误差和随机误差。测量误差包括测量仪器的精度限制 、人为操作误差等；系统误差可能来源于实验装置的设计缺陷、环境因素等；随机误差则 是由于各种不可控因素引起的误差。
减小误差的方法
为减小实验误差，可以采用更精确的测量仪器、改进实验装置设计、控制环境因素等方法 。同时，进行多次重复实验并取平均值，可以减小随机误差对实验结果的影响。
探究了加速度与质 量的关系
我们还通过改变物体的质量， 并测量相应的加速度，探究了 加速度与质量之间的关系。实 验结果表明，加速度与物体质 量成反比，这也与牛顿第二定 律的预测相符。
对未来研究的展望
01 02 03
深入研究非线性关系
尽管牛顿第二定律在宏观世界中得到了广泛验证，但在某 些极端条件下（如高速运动或强引力场），可能会出现非 线性关系。未来研究可以进一步探讨这些非线性关系，以 更深入地理解牛顿第二定律的适用范围和限制。
数据处理
根据实验数据计算小车的加速度，并绘制加速度与合外力的关系图像。通过图 像分析加速度与合外力之间的关系，验证牛顿第二定律的正确性。
04
实验结果分析
数据处理与图表展示
数据表格
将实验测量得到的不同质量物体的加速度与作用力、质量 的数据整理成表格，便于分析和比较。
散点图
以作用力为横坐标，加速度为纵坐标，绘制散点图。通过 观察散点图的分布趋势，可以初步判断作用力与加速度之 间的关系。
使用天平测量物体的质量。
03
加速度 aaa 的测量
通过测量物体在光滑斜面上的滑动距离和时间，利用运动学公式计算得
出加速度。或者使用光电门等装置来测量物体通过特定距离的时间，从
而计算加速度。
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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。
探究牛二
1、探究加速度（a）与质量（m）和合外力（F）的关系。
2、控制变量法3、图像处理数据的探究方法二、实验装置器材：小车，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫块，打点计时器，低压交流电源，纸带，天平及砝码，刻度尺。
三、实验原理1、控制变量法控制m一定，改变F，探究a与F的关系控制F一定，改变m，探究a与m的关系2、a、m、F的测定研究对象为小车（1）m的测定：天平及砝码（2）a的测定：打点计时器，分析纸带；（3）F的测定：对小车受力分析：a.平衡摩擦力：F合=Tb.满足(小车质量)m>>M（沙及沙桶质量）：T Mg平衡摩擦后对小车：对沙桶：故平衡摩擦且满足m车>>M桶后对小车有：F合=Mg1．用天平测出小车和小桶的质量并记录。
2．按图安装好实验器材（但不挂小桶）。
3．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面放上垫块，反复移动垫块的位置，直至小车在斜面上运动时可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，测出并记录小车及砝码的总质量m和小桶及砂的总质量M。
把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，接通电源打点，释放小车，取下纸带，并写上编号。
5．保持小车的质量不变，改变砂的质量（要用天平称其质量），重复步骤4几次。
6．算出每条纸带对应的加速度的值。
7．作a -- F（M g）图像，根据实验数据描点，探究a与F的关系。
8．保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复步骤4几次，作a -- m或a -- 1/m图像，根据实验数据描点，探究a与m的关系。
五、探究结论物体的加速度与其合外力成正比，与其质量成反比即牛顿第二定律。
六、注意事项1．砂和小桶的总质量始终不要超过小车和砝码总质量的1/10。
2．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打点进行。
每次改变小车质量或小桶质量时，不需要重新平衡摩擦力。
3．实验时应先接通电源打点，再释放小车。
“探究牛顿第二定律实验”
关于“验证牛顿第二定律实验〞的三个问题问题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mg 代替了小车所受的拉力F ，如图1所示：而砂和砂桶的重力mg 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mg 和F 在产生加速度问题上存在的差异．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 =+假设视F ma =，设这种情况下小车的加速度为a '，那么mg a 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mg 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 221()()m g mg mg g a M M 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mM 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异越来越大.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mg 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．图１图２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 ma =中的F ，是物体所受的合外力，在本实验中，如果不采用一定的方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，假设不计摩擦力，误差较大，假设计摩擦力，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．如果根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，一是在实验开场以后，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。
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第四章牛顿运动定律（必修1）
4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系
一.课标导学:
1．理解探究加速度与力、质量的关系的合理性和必要性。
2．理解实验思路的合理性，以及用图像处理实验数据的有效性。
3．经历实验的操作和测量过程，以及通过图像处理实验数据的过程，体会如何平衡摩擦阻力、减少系统误差的操作办法。
二．问题导思
物体的a与F,M之间有何关系？
1、加速度与力的关系
（1）思路：保持一定，改变，分析加速度与的关系。
（2）如何进行数据分析？
2、加速度与质量的关系
（1）思路：保持一定，改变，分析加速度与的关系。
（2）如何进行数据分析？
3、制定实验方案时的两个问题
（1）怎样测量或比较a（参考案例一）
(2)怎样提供并测量物体所受的恒力（参考案例二）
用这种方法测量时要满足哪两个两个条件？
4.怎样由实验结果得出结论
四.例题导练
例题1. 甲、乙、丙、丁四位同学在做探究加速度与物体质量和合外力的关系的实验时(使用如图所示的装置)，设小车质量和车上砝码质量之和为M，砂及砂桶的总质量为m，分别得出如图甲、乙、丙、丁四条图线，其中图甲、乙、丙是aF图线，图丁是a1/M图线，则下列说法中正确的是（）
A．甲和乙较好地把握了实验条件M远大于m
B．丙和丁没有把握好实验条件M远大于m
C．甲同学长木板的倾角太小，而乙同学长木板倾角太大
D．甲、乙、丙三同学中，丙同学较好地完成了平衡摩擦力的操作
例题2. 如图所示，在研究牛顿第二定律的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有（）
A．当m1＝m2、F1＝2F2时，x1＝2x2
B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1
C．当F1＝F2、m1＝2m2时，x1＝2x2
D．当F1＝F2、m1＝2m2时，x2＝2x1
四．课堂检测
1. 用如图所示装置，探究“加速度与力、质量的关系”的实验中：
(1)某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装，如图所示。
请你指出该装置中错误或不妥之处：______________________________________________________。
(2)改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验，如图是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1 s，由图中的数据可算得小车的加速度a为
________m/s2。