专题57 探究牛顿第二定律实验
牛顿第二定律实验报告
牛顿第二定律实验报告引言：物理学是一门研究物质运动以及与之相关的规律和现象的科学。
而牛顿第二定律，则是其中最基础且重要的定律之一。
本实验旨在通过实际操作和数据收集，验证牛顿第二定律，并探究质量、力和加速度之间的关系。
实验步骤：1. 实验所需材料和装置这次实验所需的材料和装置如下：一块光滑的水平轨道、一个小车、一只测力计、一组不同质量的物体和一根绳子。
2. 实验前准备首先，将轨道放置在平坦的地面上，并确保其水平。
然后，将测力计挂在轨道的底部并调零，以确保准确的测量。
接下来，将小车放在轨道上，并将一端的绳子固定在小车上。
3. 实验操作在操作实验之前，需要确定小车在水平轨道上的质量。
用测量工具称量小车的质量，并记录下来。
然后，通过在小车上增加不同质量的物体，给小车施加不同大小的力。
使用测力计将绳子的另一端连接到小车上，并确保绳子拉直。
接下来，缓慢地施加一定大小的力，使小车开始运动，并立即记录下所施加的力的数值。
根据实验的需要，可以重复上述步骤，每次改变施加的力的大小。
确保每次操作都是平稳进行的，并且准确记录下施加力和小车加速度的数值。
4. 数据处理和结果分析根据实验所获得的数据，我们可以计算出每次施加力的大小、小车质量以及小车的加速度。
根据牛顿第二定律的公式 F = ma，利用实验测得的力和质量数据，我们可以计算出加速度的数值。
同时，可以绘制出施加力和加速度之间的关系图，以便更好地理解它们之间的关联。
讨论和结论：通过本次实验，我们验证了牛顿第二定律。
从实验数据可以看出，当施加的力增加时，小车的加速度也随之增加，并且它们之间存在线性关系。
这个实验结果符合牛顿第二定律的预期，即力的大小与物体的质量和加速度之间成正比。
这也意味着物体的质量越大，施加相同大小的力时，加速度越小；反之亦然。
通过本次实验，我们进一步了解了牛顿第二定律的实际应用，并通过实验数据的处理和分析，掌握了实验设计和数据处理的方法。
总结：本次实验以验证牛顿第二定律为目的，通过实际操作和数据收集，得出了物体质量、施加力和加速度之间的关系。
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。
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。
实验探究牛顿第二定律
实验探究
加速度 a 与物体的质量 m 的关系
实验设计
1 控制变量
2保装持置小设车计所受合外力不变，改变小车的质量 m， 分析加速度 a 与质量 m 的关系
实验探究
3 实验过程
（1）用天平测出小车质量 M ，并把数据记录下来
（2）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把 悬挂小盘的细绳系在小车上
引（力5）保持小车质量不变，在小盘内放入质量为m1
的小物体，重复上述实验 （6）重复上述实验多次后，停止实验，整理器材
实验探究
数据处理
1 数据采集
在 小上车述 质实 量验M的=每条纸带上kg都选取一段比较理想（一 般 移 并 次数，舍记计头 录算去 在牵 (m打尾 表引+m每） 格力i )条的 中gF纸部/N带分的，F 加选= 速择度计数a点i (加（，i速m测/=度s量2）1相、a 应2/、的…位…)，
码的总重力. 即M >> m时，F=mg
实验探究
3 实验过程
（1）用天平测出小车和小盘的质量 M 和m，并把 数据记录下来(要求：M >> m)
（2）按实验装置图把实验器材安装好，但不要把 悬挂小盘的细绳系在小车上
（3）平衡摩擦力
（4）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通 电源再放开小车，取下纸带，并标注牵
次移数，计小算车打质每量条m纸=带(M的+m加i 速)/度Kg
并记录在表格中
ai
(加i速=度1、a 2/、……)，
m·s－2
1
2
3
4
5
实验探究 数据处理 a
2 数据分析
次数 小车质量m 加速度a
牛顿第二定律与加速度牛顿第二定律的实验探究
牛顿第二定律与加速度牛顿第二定律的实验探究牛顿第二定律与加速度的实验探究牛顿第二定律是经典力学中的一个基本定律，它表明物体的加速度正比于作用在该物体上的净力，反比于物体的质量。
本文将介绍一种实验方法，通过测量物体的加速度，验证牛顿第二定律的正确性。
实验材料：1. 光滑水平面2. 细绳或轻质弹簧3. 不同质量的物块4. 测量长度的尺子5. 绳索和滑轮（可选）实验步骤：1. 将光滑水平面放置在水平桌面上，确保其表面光滑无摩擦。
2. 将细绳或轻质弹簧的一端固定在水平面上。
3. 将另一端的绳索固定在物块上，并通过滑轮使其垂直悬挂，确保绳索无松动。
4. 测量绳索长度，记录下来。
这个长度可以用来计算物块下落时绳索的张力。
5. 调整物块的质量，可以选择不同质量的物块，确保质量变化充分。
6. 将物块从静止状态释放或以较小的初速度向下拉动，观察物块加速下降的过程。
7. 记录物块被加速度推动移动的距离，并计算加速度的数值。
实验原理：根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。
我们可以通过测量物体加速度变化的距离来计算加速度的数值。
具体而言，当物块下落时，绳索会拉伸，产生一个与物块质量成正比的张力。
根据牛顿第二定律，物体的净力等于物块质量乘以加速度，而这个净力可以由测量张力并减去摩擦力获得。
因此，我们可以通过质量和加速度的比值来验证牛顿第二定律。
实验结果与数据处理：通过对物块加速度的测量，我们可以得到一组数据，包括不同质量物块的加速度和物块加速度与质量的关系。
根据牛顿第二定律，我们预期加速度与质量成反比。
因此，我们可以绘制一个质量与加速度的散点图，并通过线性拟合来确定它们之间的关系。
讨论与结论：在实验中，我们验证了牛顿第二定律的正确性。
通过测量物块的加速度，我们发现加速度与物块的质量成反比，符合牛顿第二定律的预期。
这个实验方法可以用于验证牛顿定律的其他方面，例如力的方向对加速度的影响等。
需要注意的是，在实际实验中，我们需要控制其他影响因素的干扰，例如摩擦力和空气阻力。
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。
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。
牛顿第二定律实验报告
牛顿第二定律实验报告一、实验目的1.学会用控制变量法研究物理规律.2.验证牛顿第二定律.3.掌握利用图象处理数据的方法. 三、实验器材电磁打点计时器，一端附有滑轮的长木板，小车、纸带、沙袋、细绳、钩码、毫米刻度尺、导线、50Hz 交流电源低压交流电源、天平、砝码.四、实验步骤1.用天平测量沙袋的质量0m 和小车的质量0M .2.把一端附有定滑轮的长木板放在实验台上，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，使小车在收重力的情况下，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.在保证沙袋的质量大于小车质量的条件下，可以近似认为沙袋的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，挂上沙袋，先开始大点，再放车走，让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑打出一条纸带.计算沙袋的重力，即为小车所受的合外力，由纸带计算出小车的加速度，并把力和对应的加速度及小车质量，沙子质量填入表(一)中.5.用纵坐标表示加速度，横坐标表示作用力，根据实验结果画点描线。
6.改变沙袋的质量，重复步骤4，并多做几次.7.保持沙袋的质量，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.计算砝码和小车的总质量M ，并由纸带计算出小车对应的加速度.8.用纵坐标表示加速度，横坐标表示沙袋质量，根据实验结果画点描线。
9.改变小车上砝码的个数，重复步骤7，并将所对应的质量和加速度填入表(一)中. 五、数据处理1.打点计时器用50Hz 交流电源那么它的周期为0.02秒一点。
2.按纸条计算加速度时我们把六个点(五个间距)看成一个间距s,继续用邻差法计算出加速度a1X 2X 3X 4X 5X 6X邻差法:( 2X -1X )+(4X -3X )+(6X -5X )= 2a 3T25634123T a ）（）（）（X X X X X X -+-+-=（表一）五、实验结论：1.所受外力一定时，质量和加速度成反比.2.质量一定是，加速度和所受外力成正比. 六、误差分析(1)本实验误差的主要来源包括：1.斜木板的摩擦力是否抵消掉了.2.小车质量和沙袋质量时候是否合理.3.大点计时器纸条和计时器间是否有摩擦力.(2)减小误差的方法：1.每一次做实验调消除摩擦力，试车换换的匀速直线运动.2.小车质量必须大于沙袋质量，此时沙袋失重是对沙袋拉力的影响最小.3.实验开始必须把大点计时器固定在台阶上，与木板在一条直线上，放纸条是必须是水平与边缘无接触的放好,看纸条是否放在了复写纸的上面还是下面.。
牛顿第二定律实验PPT课件
实 验 方 案
合外 力保 持不 变
质量保 持不变
实验改进与拓展
a1 x1 a2 x2
要不要平衡摩擦?
F1 m1 g F2 m2 g
m1g
m2g
比较 a1 与
a2
牛顿第二定律实验
回顾：
1、力是改变物体运动状态的原因
2、物体运动状态改变难易程度与质量 有关
物体运动状态变化了
速度变化了
具有加速度
物体的加速度与物体的质量、受到的力的 关系？
1、实验方法： 控制变量法 控制M不变,研究a与F的关系
控制F不变,研究a与M的关系
2、如何测量？ M 天平 a 打点计时器 F 弹簧秤
理
aF
数 据
F保持不变时,a与m的关系
实验次数
1
2
3
4
质量m
0.400 0.500 0.750 1.000
处 加速度a
0.861 0.692 0.470 0.352
理
数 据
F保持不变时,a与m的关系
实验次数
1
2
3
质量1/m
2.5
2.0
1.3
4 1.0
处 加速度a
0.861 0.692 0.470 0.352
思考:当物体运动时,弹簧秤也 一起运动,操作上可行吗?
方案一：
M F
mg
F合=F? 平衡摩擦力 F=mg? m<<M
演示
X1+X2+X3 3T
如何求a
X4+X5+X6 3T
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。
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。
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。
03
牛顿第二定律实验总结、习题(含答案)
实验：验证牛顿第二定律【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。
7、用纵坐标表示加速度，横坐标表示作用力（即砂和砂桶的总重力mg），根据实验结果画出相应的点，如果这些点在一条直线上，便证明了质量一定的情况下，加速度与合外力成正比。
8、保持砂和桶的质量不变，在小车上加砝码（需记录好数据），重复上面的实验步骤，求出相应的加速度，用纵坐标表示加速度，横坐标表示小车及砝码的总质量的倒数1M，根据实验结果画出相应的点，如果这些点在一条直线上，就证明了合外力一定的情况下，加速度与质量成反比。
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。
实验：牛顿第二定律(高考必考物理实验)
四、实验步骤
1．用天平测出小车和小盘的质量M和m，把数值记录下来．
2．按照如图3－3－1所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细 线系在小车上(即不给小车加牵引力)．
图3－3－1
3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上 一块薄木块，反复移动木板
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根据 m 以及 M，直接用公式 a＝mMg求出
创新实验2：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。给
解得： u tan a(与M无关）Mgcosa
F
Mg
F Ma mg F ma
M
a mg M m
F M mg M m
F
m
当M 》m时，可认为F≈mg
mg
三．实验器材
打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端 附有定滑轮的长木板，小盘、砝码、夹子、 细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套 砝码)、刻度尺．
由于平衡摩擦力时操作不当，二位同学得到的a―F关系分别如下图C、 D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：
a
a
F
F
0
C
0
D
C图：平衡摩擦力时，长木板的倾角过大了
D图：没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够或长木板的 倾角过小
试解释下面两个图象弯曲原因
a mg M m
F M mg M m
③mg，用则米小尺车测所量受A的1相合对外于力AF2＝的_高_m_hg_。h_/_设_s_小。车所受重力为
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。
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专题57 探究牛顿第二定律实验1．【2011·浙江卷】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①（漏选或全选得零分）；并分别写出所选器材的作用②。
【答案】①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②学生电源为电磁打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器（电火花计时器）记录小车运动的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到的拉力的大小，还可以用于测量小车的质量。
2．【2012·安徽卷】图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。
砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。
实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。
（1）试验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动．（2）实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是A．M=20 g，m=10g、15 g、20g、25 g、30 g、40 gB ．M =200 g ，m =20 g 、40 g 、60g 、80 g 、100 g 、120 gC ．M =400 g ，m =10 g 、15 g 、20g 、25 g 、30 g 、40 gD ．M =400 g ，m =20 g 、40 g 、60g 、80 g 、100 g 、120 g（3）图2是实验中得到的一条纸带，A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。
量出相邻的计数点之间的距离分别为AB s =4.22 cm 、BC s =4.65 cm 、CD s =5.08 cm 、DE s =5.49 cm 、EF s =5.91 cm 、FG s =6.34 cm 。
已知打点计时器的工作频率为50 Hz ，，则小车的加速度a = m/s 2 （结果保留2位有效数字）。
【答案】（1）B （2）C （3）0.423．【2014·新课标全国卷Ⅰ】某同学利用图（a ）所示实验装置即数字化信息系统获得了小车加速度a 与钩码的质量m 的对应关系图，如图（b ）所示，实验中小车（含发射器）的质量为200g ，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成 （填“线性”或“非线性”）的关系。
（2）由图（b ）可知，a m 图线不经过远点，可能的原因是 。
（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg 作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是 ，钩码的质量应满足的条件是 。
【答案】（1）非线性（2）存在摩擦力（3）调整轨道倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车质量4．【2012·山东卷】某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。
物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。
从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图议所示。
打点计时器电源的频率为50Hz 。
（1）通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点 和 之间某时刻开始减速。
（2）计数点5对应的速度大小为 m/s ，计数点6对应的速度大小为 m/s 。
（保留三位有效数字）。
（3）物块减速运动过程中加速度的大小为a = m/s 2。
若用a/g 来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g 为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值 （填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）6，7；（2）1.00，1.20；（3）2.00，偏大 【解析】（1）从纸带上的数据分析得知：在点计数点6之前，两点之间的位移逐渐增大，是加速运动，在计数点7之后，两点之间的位移逐渐减小，是减速运动，所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速。
（2）465 1.00/2x v m s T==由21x a T ∆＝可得加速时加速度21 2.00/a m s ＝，则计数点6的速度651 1.0020.10 1.20/v v a T m s =+=+⨯=。
20.0460.0660.08610.1060 2.00/0.04a m s +--==-．所以大小为22.00/m s 。
测量值与真实值比较，测量值偏大，因为实验中存在阻力，比如：没有考虑纸带与打点计时器间的摩擦；没有考虑空气阻力等．5．【2016·全国新课标Ⅲ卷】某物理课外小组利用图（a ）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。
图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。
本实验中可用的钩码共有N =5个，每个质量均为0.010 kg 。
实验步骤如下：（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑。
（2）将n （依次取n =1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N －n 个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。
释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t 相对于其起始位置的位移s ，绘制s-t 图像，经数据处理后可得到相应的加速度a 。
（3）对应于不同的n 的a 值见下表。
n =2时的s -t 图像如图（b ）所示；由图（b ）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表。
n 1 2 3 4 5 2/m s a -⋅0.20 0.58 0.78 1.00 （4）当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。
（5）利用a –n 图像求得小车（空载）的质量为_______kg （保留2位有效数字，重力加速度取g =9.8 m ·s –2）。
（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是_______（填入正确选项前的标号）A ．a –n 图线不再是直线B ．a –n 图线仍是直线，但该直线不过原点C ．a –n 图线仍是直线，但该直线的斜率变大【答案】（3）0.39（4）如图所示（5）0.45（6）BC【解析】（3）因为小车做初速度为零的匀加速直线运动，故将（2，0.78）代入212s at =可得2a 。
0.39m/s（4）根据描点法可得如图所示图线6．【2013·天津卷】某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。
（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木块和木块上砝码的总质量。
（填“远大于”、“远小于”或“近似等于“）（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m乙，μ甲μ乙。
（填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】（1）AD （2）远小于（3）小于大于（2）按照教材上的理论若以砝码桶及砝码作为小木块的外力，则有amgM=，而实际实验过程中砝码桶及砝码也与小木块一起做匀加速运动，即对砝码桶及砝码有mg-T=ma，对小木块有T=Ma．综上有：小物块的实际的加速度为amg mgM m M=+＜，只有当m＜＜M时，才能有效的保证实验的准确性。
（3）当没有平衡摩擦力时有：T-f=ma，故1a T gmμ=-，即图线斜率为1m，纵轴截距的大小为μg．观察图线可知m甲小于m乙，μ甲大于μ乙。
的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。
在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。
（1）完成下列实验步骤中的填空：①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。
②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。
测量相邻计数点的间距s1，s2，…。
求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m 为横坐标，a 1为纵坐标，在坐标纸上做出a 1-m 关系图线。
若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则a1与m 处应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。
（2）完成下列填空：（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。
（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s 1、s 2、s 3。
a 可用s 1、s 3和Δt 表示为a =__________。
图2为用米尺测量某一纸带上的s 1、s 3的情况，由图可读出s 1=__________mm ，s 3=__________mm 。
由此求得加速度的大小a =__________m/s 2。
（ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。
设图中直线的斜率为k ，在纵轴上的截距为b ，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________。
【答案】（1）①均匀⑥线性 （2）（ⅰ）远小于小车和小车中砝码的质量之和（ⅱ）ts s 10-13 24.1 47.3 1.16 （ⅲ）1k b k（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为123s s s 、、，由匀变速直线运动的推论得：2x aT ∆=，即()23125s s a t -=∆，()31250s s a t -=∆ 。