“速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证”实验报告

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《大学物理(一)》实验报告(速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证)

《大学物理(一)》实验报告(速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证)
(1)当系统总质量 m保持不变时,加速度 a 应与合外力 F 成正比,比值为常数,即
(8) 实验时,在保持总质量 m不变的情况下,改变合外力 Fi =m2ig,即逐次改变砝码盘中砝码的质量,测 出系统相应的加速度 ai 。如果在实验误差允许的范围内式( 9)成立,
( 9) 则验证了 m不变的情况下, a 与 F 成正比。还可以利用上述 a 和 F 数据作 a~F 关系图,若为直线,则 可验证式( 8),即 a 与 F 成正比。 (2)当保持系统所受合外力 F=m2g不变时,加速度 a 的大小应与系统的总质量 m=m1+m2成反比,即
出加速度。
测量加速度。据此计算加速度有多种方法,其中一种方法是根据式(
4)由作图法求
( 4) 实验时固定初位置 x0(光电门 1 的位置),改变不同的末位置
x(光电门 2 的位置),使物体(滑块)
从静止开始运动,测出相应的运动时间 t ,作
关系图线。如果是直线,说明物体作匀加速运动,
直线的斜率为

以上介绍了 3 种测量加速度 a 的方法。具体测量时先把气垫导轨调水平,再使滑块在水平方向受到一
,气垫对滑块的漂浮力为 N,此二力相平衡,滑块在垂直方向受到的
合外力为零。滑块在水平方向上受到细线的拉力,此力为重物作用于细线所产生的张力 和滑块及细线所受的粘滞阻力及空气阻力忽略不计,则有
T,由于气垫导轨
( 6) 式中 a 为运动系统的加速度,根据式(
6)有
(7)
在式( 7)中,若令 m=m1+m2表示运动物体系统的总质量, F=m2g表示物体系统在运动方向所受的合外 力,则式( 7)即为式( 5) F=ma。根据式( 7),验证牛顿第二定律可分为以下两步来完成。

《大学物理(一)》实验报告(速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证)

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中国石油大学(华东)现代远程教育实验报告课程名称:大学物理(一)实验名称:速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证实验形式:在线模拟+现场实践提交形式:在线提交实验报告学生姓名:学号:184**********年级专业层次:学习中心:山东济南明仁学习中心提交时间:2019 年月日一、实验目的1.了解气垫导轨的构造和性能,熟悉气垫导轨的调节和使用方法。

2.了解光电计时系统的基本工作原理,学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。

3.掌握在气垫导轨上测定速度、加速度的原理和方法。

4.从实验上验证F=ma的关系式,加深对牛顿第二定律的理解。

5.掌握验证物理规律的基本实验方法。

二、实验原理1.速度的测量一个作直线运动的物体,如果在t~t+Δt时间内通过的位移为Δx(x~x+Δx),则该物体在Δt时间内的平均速度为,Δt越小,平均速度就越接近于t时刻的实际速度。

当Δt→0时,平均速度的极限值就是t时刻(或x位置)的瞬时速度(1)实际测量中,计时装置不可能记下Δt→0的时间来,因而直接用式(1)测量某点的速度就难以实现。

但在一定误差范围内,只要取很小的位移Δx,测量对应时间间隔Δt,就可以用平均速度近似代替t时刻到达x点的瞬时速度。

本实验中取Δx为定值(约10mm),用光电计时系统测出通过Δx所需的极短时间Δt,较好地解决了瞬时速度的测量问题。

2.加速度的测量在气垫导轨上相距一定距离S的两个位置处各放置一个光电门,分别测出滑块经过这两个位置时的速度v1和v2。

对于匀加速直线运动问题,通过加速度、速度、位移及运动时间之间的关系,就可以实现加速度a的测量。

(1)由测量加速度在气垫导轨上滑块运动经过相隔一定距离的两个光电门时的速度分别为v1和v2,经过两个光电门之间的时间为t21,则加速度a为(2)根据式(2)即可计算出滑块的加速度。

(2)由测量加速度设v1和v2为滑块经过两个光电门的速度,S是两个光电门之间距离,则加速度a为(3)根据式(3)也可以计算出作匀加速直线运动滑块的加速度。

大学物理实验报告材料-速度、加速度地测定和牛顿运动定律地验证

大学物理实验报告材料-速度、加速度地测定和牛顿运动定律地验证

中国石油大学(华东)现代远程教育实验报告课程名称:大学物理(一)实验名称:速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证实验形式:在线模拟+现场实践提交形式:提交书面实验报告学生姓名:盖克许学号:1896010101001年级专业层次:网络18春建筑工程技术网络春高起专学习中心:东营直属服务处1提交时间:2018年11 月28日二、实验原理1.速度的测量一个作直线运动的物体,如果在t~t+Δt时间内通过的位移为Δx(x~x+Δx),则该物体在Δt时间内的平均速度为,Δt越小,平均速度就越接近于t时刻的实际速度。

当Δt→0时,平均速度的极限值就是t时刻(或x位置)的瞬时速度(1)实际测量中,计时装置不可能记下Δt→0的时间来,因而直接用式(1)测量某点的速度就难以实现。

但在一定误差范围内,只要取很小的位移Δx,测量对应时间间隔Δt,就可以用平均速度近似代替t时刻到达x点的瞬时速度。

本实验中取Δx为定值(约10mm),用光电计时系统测出通过Δx所需的极短时间Δt,较好地解决了瞬时速度的测量问题。

2.加速度的测量在气垫导轨上相距一定距离S的两个位置处各放置一个光电门,分别测出滑块经过这两个位置时的速度v1和v2。

对于匀加速直线运动问题,通过加速度、速度、位移及运动时间之间的关系,就可以实现加速度a的测量。

(1)由测量加速度在气垫导轨上滑块运动经过相隔一定距离的两个光电门时的速度分别为v1和v2,经过两个光电门之间的时间为t21,则加速度a为(2)根据式(2)即可计算出滑块的加速度。

(2)由测量加速度设v1和v2为滑块经过两个光电门的速度,S是两个光电门之间距离,则加速度a为(3)根据式(3)也可以计算出作匀加速直线运动滑块的加速度。

(3)由测量加速度还可以根据匀加速直线运动加速度a、位移S(S=x-x0)及运动时间t之间的关系式测量加速度。

据此计算加速度有多种方法,其中一种方法是根据式(4)由作图法求出加速度。

速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证

速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证

中国石油大学(华东)现代远程教育实验报告课程名称:大学物理()实验名称:速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证实验形式:在线模拟+现场实践提交形式:提交书面实验报告学生姓学号:年级专业层次:高起专学习中心:________提交时间:2016 年6 月15 日、实验目的1.了解气垫导轨的构造和性能,熟悉气垫导轨的调节和使用方法。

2•了解光电计时系统的基本工作原理,学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。

3.掌握在气垫导轨上测定速度、加速度的原理和方法。

4•从实验上验证F=ma的关系式,加深对牛顿第二定律的理解。

5•掌握验证物理规律的基本实验方法。

二、实验原理1速度的测量一个作直线运动的物体,如果在t~t+ △时间内通过的位移为\x x~x+ Ax ,则该物体在1F =——At时间内的平均速度为亠,△越小,平均速度就越接近于t时刻的实际速度。

当 A t T 时,平均速度的极限值就是t时刻(或x位置)的瞬时速度ir = lim ------------------———(1)实际测量中,计时装置不可能记下 A t T0勺时间来,因而直接用式(1)测量某点的速度就难以实现。

但在一定误差范围内,只要取很小的位移Ax测量对应时间间隔At就可以用平均速度订近似代替t时刻到达x点的瞬时速度r。

本实验中取Ax为定值(约10mm ), 用光电计时系统测出通过Ax所需的极短时间A,较好地解决了瞬时速度的测量问题。

2.加速度的测量在气垫导轨上相距一定距离S的两个位置处各放置一个光电门,分别测出滑块经过这两个位置时的速度v1和v2。

对于匀加速直线运动问题,通过加速度、速度、位移及运动时间之间的关系,就可以实现加速度a的测量。

(1)由■- "-+■-测量加速度在气垫导轨上滑块运动经过相隔一定距离的两个光电门时的速度分别为v1和v2,经过两个光电门之间的时间为t21,则加速度a为(2)(2)根据式(2)即可计算出滑块的加速度。

《大学物理(一)》实验报告(速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证)

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中国石油大学(华东)现代远程教育实验报告课程名称:大学物理(一)实验名称:速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证实验形式:在线模拟+现场实践提交形式:在线提交实验报告学生姓名:学号:184**********年级专业层次:学习中心:山东济南明仁学习中心提交时间:2019 年月日一、实验目的1.了解气垫导轨的构造和性能,熟悉气垫导轨的调节和使用方法。

2.了解光电计时系统的基本工作原理,学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。

3.掌握在气垫导轨上测定速度、加速度的原理和方法。

4.从实验上验证F=ma的关系式,加深对牛顿第二定律的理解。

5.掌握验证物理规律的基本实验方法。

二、实验原理1.速度的测量一个作直线运动的物体,如果在t~t+Δt时间内通过的位移为Δx(x~x+Δx),则该物体在Δt时间内的平均速度为,Δt越小,平均速度就越接近于t时刻的实际速度。

当Δt→0时,平均速度的极限值就是t时刻(或x位置)的瞬时速度(1)实际测量中,计时装置不可能记下Δt→0的时间来,因而直接用式(1)测量某点的速度就难以实现。

但在一定误差范围内,只要取很小的位移Δx,测量对应时间间隔Δt,就可以用平均速度近似代替t时刻到达x点的瞬时速度。

本实验中取Δx为定值(约10mm),用光电计时系统测出通过Δx所需的极短时间Δt,较好地解决了瞬时速度的测量问题。

2.加速度的测量在气垫导轨上相距一定距离S的两个位置处各放置一个光电门,分别测出滑块经过这两个位置时的速度v1和v2。

对于匀加速直线运动问题,通过加速度、速度、位移及运动时间之间的关系,就可以实现加速度a的测量。

(1)由测量加速度在气垫导轨上滑块运动经过相隔一定距离的两个光电门时的速度分别为v1和v2,经过两个光电门之间的时间为t21,则加速度a为(2)根据式(2)即可计算出滑块的加速度。

(2)由测量加速度设v1和v2为滑块经过两个光电门的速度,S是两个光电门之间距离,则加速度a为(3)根据式(3)也可以计算出作匀加速直线运动滑块的加速度。

大学物理实验报告速度加速度的测定和牛顿运动定律的验证完整版

大学物理实验报告速度加速度的测定和牛顿运动定律的验证完整版

大学物理实验报告速度加速度的测定和牛顿运动定律的验证Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】中国石油大学(华东)现代远程教育实验报告课程名称:大学物理(一)实验名称:实验形式:在线模拟+现场实践提交形式:在线提交实验报告学生姓名:学号:184**********年级专业层次:学习中心:山东济南明仁学习中心提交时间:2019年月日二、实验原理1.速度的测量一个作直线运动的物体,如果在t~t+Δt时间内通过的位移为Δx(x~x+Δx),则该物体在Δt时间内的平均速度为,Δt越小,平均速度就越接近于t时刻的实际速度。

当Δt→0时,平均速度的极限值就是t时刻(或x位置)的瞬时速度(1)实际测量中,计时装置不可能记下Δt→0的时间来,因而直接用式(1)测量某点的速度就难以实现。

但在一定误差范围内,只要取很小的位移Δx,测量对应时间间隔Δt,就可以用平均速度近似代替t时刻到达x点的瞬时速度。

本实验中取Δx为定值(约10mm),用光电计时系统测出通过Δx所需的极短时间Δt,较好地解决了瞬时速度的测量问题。

2.加速度的测量在气垫导轨上相距一定距离S的两个位置处各放置一个光电门,分别测出滑块经过这两个位置时的速度v1和v2。

对于匀加速直线运动问题,通过加速度、速度、位移及运动时间之间的关系,就可以实现加速度a的测量。

(1)由测量加速度在气垫导轨上滑块运动经过相隔一定距离的两个光电门时的速度分别为v1和v2,经过两个光电门之间的时间为t21,则加速度a为(2)根据式(2)即可计算出滑块的加速度。

(2)由测量加速度设v1和v2为滑块经过两个光电门的速度,S是两个光电门之间距离,则加速度a为(3)根据式(3)也可以计算出作匀加速直线运动滑块的加速度。

(3)由测量加速度还可以根据匀加速直线运动加速度a、位移S(S=x-x0)及运动时间t之间的关系式测量加速度。

速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证实验报告

速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证实验报告

速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证实验报告在实验中,我们使用气垫导轨和光电计时系统来测量物体的速度和加速度。

对于直线运动的物体,我们可以通过测量物体在一段时间内通过的位移来计算出平均速度,并通过取极小的位移和对应的时间间隔来近似计算出瞬时速度。

在气垫导轨上,我们可以通过放置两个光电门来测量物体在相距一定距离的两个位置处的速度,并通过加速度、速度、位移及运动时间之间的关系来计算出加速度。

通过这些测量,我们可以验证牛顿第二定律F=ma的关系式,并掌握验证物理规律的基本实验方法。

三、实验内容和步骤1.调节气垫导轨,使其保持水平状态。

2.调整光电计时系统,使其能够准确测量物体通过两个光电门的时间间隔。

3.测量物体在气垫导轨上的速度,先测量物体在静止状态下通过10mm位移所需的时间,再测量物体在运动状态下通过10mm位移所需的时间,计算出物体的平均速度和瞬时速度。

4.测量物体在气垫导轨上的加速度,放置两个光电门,分别测量物体通过两个光电门时的速度,计算出物体的加速度。

5.重复以上步骤,多次测量并取平均值,提高实验数据的精度。

四、实验数据处理和分析1.计算物体通过10mm位移所需的时间,计算物体的平均速度和瞬时速度。

2.根据测量的物体速度和通过两个光电门的时间间隔,计算物体的加速度。

3.将测量数据进行统计和分析,计算出实验数据的平均值和标准差,并进行误差分析。

五、实验结论通过本次实验,我们成功地测量了物体在气垫导轨上的速度和加速度,并验证了牛顿第二定律F=ma的关系式。

我们掌握了验证物理规律的基本实验方法,提高了实验数据处理和分析的能力,对物理学知识有了更深入的理解。

本文介绍了三种测量加速度的方法。

其中一种是根据匀加速直线运动加速度a、位移S(S=x-x0)及运动时间t之间的关系式(4)测量加速度。

实验时需固定初位置x0,改变不同的末位置x,测出相应的运动时间t,作关系图线,直线的斜率为加速度a。

为了验证牛顿第二定律,可以考虑如图1所示的一个运动物体系统。

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中国石油大学(华东)现代远程教育实验报告课程名称:大学物理(一)实验名称:实验形式:在线模拟+现场实践提交形式:在线提交实验报告学生姓名:学号:184**********年级专业层次:学习中心:山东济南明仁学习中心提交时间:2019 年月日一、实验目的1.了解气垫导轨的构造和性能,熟悉气垫导轨的调节和使用方法。

2.了解光电计时系统的基本工作原理,学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。

3.掌握在气垫导轨上测定速度、加速度的原理和方法。

4.从实验上验证F=ma的关系式,加深对牛顿第二定律的理解。

5.掌握验证物理规律的基本实验方法。

二、实验原理1.速度的测量一个作直线运动的物体,如果在t~t+Δt时间内通过的位移为Δx(x~x+Δx),则该物体在Δt时间内的平均速度为,Δt越小,平均速度就越接近于t时刻的实际速度。

当Δt→0时,平均速度的极限值就是t时刻(或x位置)的瞬时速度(1)实际测量中,计时装置不可能记下Δt→0的时间来,因而直接用式(1)测量某点的速度就难以实现。

但在一定误差范围内,只要取很小的位移Δx,测量对应时间间隔Δt,就可以用平均速度近似代替t时刻到达x点的瞬时速度。

本实验中取Δx为定值(约10mm),用光电计时系统测出通过Δx所需的极短时间Δt,较好地解决了瞬时速度的测量问题。

2.加速度的测量在气垫导轨上相距一定距离S的两个位置处各放置一个光电门,分别测出滑块经过这两个位置时的速度v1和v2。

对于匀加速直线运动问题,通过加速度、速度、位移及运动时间之间的关系,就可以实现加速度a的测量。

(1)由测量加速度在气垫导轨上滑块运动经过相隔一定距离的两个光电门时的速度分别为v1和v2,经过两个光电门之间的时间为t21,则加速度a为(2)根据式(2)即可计算出滑块的加速度。

(2)由测量加速度设v1和v2为滑块经过两个光电门的速度,S是两个光电门之间距离,则加速度a为(3)根据式(3)也可以计算出作匀加速直线运动滑块的加速度。

《大学物理(一)》实验报告(速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证)

《大学物理(一)》实验报告(速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证)

中国石油大学(华东)现代远程教育实验报告课程名称:大学物理(一)实验名称:速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证实验形式:在线模拟+现场实践提交形式:在线提交实验报告学生姓名:学号:184**********年级专业层次:学习中心:山东济南明仁学习中心提交时间:2019 年月日一、实验目的1.了解气垫导轨的构造和性能,熟悉气垫导轨的调节和使用方法。

2.了解光电计时系统的基本工作原理,学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。

3.掌握在气垫导轨上测定速度、加速度的原理和方法。

4.从实验上验证F=ma的关系式,加深对牛顿第二定律的理解。

5.掌握验证物理规律的基本实验方法。

二、实验原理1.速度的测量一个作直线运动的物体,如果在t~t+Δt时间内通过的位移为Δx(x~x+Δx),则该物体在Δt时间内的平均速度为,Δt越小,平均速度就越接近于t时刻的实际速度。

当Δt→0时,平均速度的极限值就是t时刻(或x位置)的瞬时速度(1)实际测量中,计时装置不可能记下Δt→0的时间来,因而直接用式(1)测量某点的速度就难以实现。

但在一定误差范围内,只要取很小的位移Δx,测量对应时间间隔Δt,就可以用平均速度近似代替t时刻到达x点的瞬时速度。

本实验中取Δx为定值(约10mm),用光电计时系统测出通过Δx所需的极短时间Δt,较好地解决了瞬时速度的测量问题。

2.加速度的测量在气垫导轨上相距一定距离S的两个位置处各放置一个光电门,分别测出滑块经过这两个位置时的速度v1和v2。

对于匀加速直线运动问题,通过加速度、速度、位移及运动时间之间的关系,就可以实现加速度a的测量。

(1)由测量加速度在气垫导轨上滑块运动经过相隔一定距离的两个光电门时的速度分别为v1和v2,经过两个光电门之间的时间为t21,则加速度a为(2)根据式(2)即可计算出滑块的加速度。

(2)由测量加速度设v1和v2为滑块经过两个光电门的速度,S是两个光电门之间距离,则加速度a为(3)根据式(3)也可以计算出作匀加速直线运动滑块的加速度。

大学物理实验报告(验证牛顿第二定律)

大学物理实验报告(验证牛顿第二定律)

中国石油大学(华东)现代远程教育实验报告学习中心:提交时间:2014 年 6 月 2 日汽垫上静止释放,调节导轨调平螺钉,使滑块保持不动或稍微左右摆动,而无定向运动,即可认为导轨已调平。

2.练习测量速度。

计时测速仪功能设在“计时2”,让滑块在汽垫上以一定的速度通过两个光电门,练习测量速度。

3.练习测量加速度计时测速仪功能设在“加速度”,在砝码盘上依次加砝码,拖动滑块在汽垫上作匀加速运动,练习测量加速度。

4.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 ,测速仪功能选“加速度”, 按上图所示放置滑块,并在滑块上加4个砝码(每个砝码及砝码盘质量均为5g),将滑块移至远离滑轮一端,使其从静止开始作匀加速运动,记录通过两个光电门之间的加速度。

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。

计时计数测速仪功能设定在“加速度”档。

在砝码盘上放一个砝码(即g m 102=),测量滑块由静止作匀加速运动时的加速度。

再将四个配重块(每个配重块的质量均为m ′=50g)逐次加在滑块上,分别测量出对应的加速度。

【数据处理】1、由数据记录表3,可得到a 与F 的关系如下:由上图可以看出,a 与F 成线性关系,且直线近似过原点。

上图中直线斜率的倒数表示质量,M=1/0.0058=172克,与实际值M=165克的相对误差:%2.4165165172=- 可以认为,质量不变时,在误差范围内加速度与合外力成正比。

2、由数据记录表4,可得a 与M 的关系如下:由上图可以看出,a 与1/M 成线性关系,且直线近似过原点。

直线的斜率表示合外力,由上图可得:F=9342gcm/s 2,实际合外力F=10克力=10g*980cm/s 2=9800gcm/s 2,相对误差:%7.4980093429800=-可以认为,合外力不变时,在误差范围内加速度与质量成反比。

验证牛顿运动实验报告

验证牛顿运动实验报告

验证牛顿运动实验报告1. 实验目的本实验的目的是验证牛顿第一、第二和第三定律。

通过对物体的运动进行观察、测量和分析,以达到理解和验证这些定律的目的。

2. 实验器材- 弹簧测力计- 砝码组- 平衡杆- 支架- 纸张- 笔3. 实验原理3.1 牛顿第一定律牛顿第一定律,也称为惯性定律,指出当物体受到合外力的作用时,将产生加速度。

即F = m ×a,其中F 表示合外力,m 表示物体的质量,a 表示物体所获得的加速度。

3.2 牛顿第二定律牛顿第二定律与物体的加速度和施力之间的关系密切相关。

其表达式为F = ma,其中F 表示合外力,m 表示物体的质量,a 表示物体所获得的加速度。

3.3 牛顿第三定律牛顿第三定律即作用力与反作用力相等,方向相反。

当物体受到外力作用时,物体对外界也会产生等大反向的力。

4. 实验步骤1. 将支架搭建好,并将平衡杆固定在支架上。

2. 使用弹簧测力计将砝码组悬挂在平衡杆的一端。

3. 在纸张上绘制一个坐标系,并记录时间与位置的关系。

4. 初始时,将平衡杆放在平衡位置上,记录物体的初始位置。

5. 将平衡杆从平衡位置释放,并记录物体的运动过程中的位置变化和时间变化。

6. 根据记录的数据,绘制出物体的运动曲线,并分析曲线的特点。

5. 数据分析根据实验记录的数据,我们计算出物体在不同时间点的加速度,并与施加在物体上的合外力进行对比。

经过计算和分析,我们得到如下结论:1. 物体在受力作用下的加速度与所施加的合外力成正比。

2. 物体的质量与加速度呈反比关系。

3. 物体所受外力与物体施加在外界的反作用力相等,且方向相反。

这些结论验证了牛顿的运动定律,特别是牛顿第二定律与第三定律。

6. 实验结论通过对牛顿运动实验的观察和分析,我们得出以下结论:1. 牛顿第一定律是物体在无外力作用下保持静止或匀速直线运动的定律。

2. 牛顿第二定律描述了物体受到外力作用时的加速度与施力之间的关系。

3. 牛顿第三定律指出任何作用力都伴随着等大反作用力,方向相反。

速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证实验报告(2)

速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证实验报告(2)

中国石油大学(华东)现代远程教育实验报告课程名称:大学物理(一)实验名称:谏度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证实验形式:在线模拟+现场实践提交形式:在线提交实验报告学生姓名:学号:年级专业层次:___________________________ 学习中心:_____________________提交时间:2017 年 3 月 3 日一、实验目的1. 了解气垫导轨的构造和性能,熟悉气垫导轨的调节和使用方法。

2. 了解光电计时系统的基本工作原理,学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。

3. 掌握在气垫导轨上测定速度、加速度的原理和方法。

4. 从实验上验证F=ma的关系式,加深对牛顿第二定律的理解。

5. 掌握验证物理规律的基本实验方法。

许的范围内式(11)成立,(11)"1S LI +明2)= 约)=则验证了F不变的情况下,a与m成反比。

还可以利用上述a和m数据作aM关系图,若为直线,则可验证式(10),即a与m成反比。

如果式(8)和式(10)均被验证,则式(7)即式(5)得到验证,也就是说,验证了牛顿第二定律。

三、实验器材气垫导轨、光电计时系统、滑块、石去码、质量块(铁块)等。

四、实验内容1. 调节气垫导轨和光电计时系统调整气垫导轨水平,达到细调水平要求,即滑块往返一次姬-小产屿-屿。

调整光电计时系统处丁正常工作状态。

2. 验证物体系统总质量不变时加速度与合外力成正比保证物体系统总质量不变,逐步增加石去码盘中石去码的质量,改变外力5次。

每一外力下分别记录滑块经过两个光电门的时间胡】和&卫,重复测量6次。

3. 验证物体系统所受合外力不变时加速度与总质量成反比保持秋码盘部分的质量不变,即合外力不变,在滑块上逐步增加质量块,改变物体系统总质量5次。

每一总质量下分别记录滑块经过两个光电门的时间坎和*气重复测量6次。

备注:该报告纳入考核,占总评成绩的。

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。

牛顿第二定律的验证实验报告

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。

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