实验—验证牛顿第二定律.ppt

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1、实验原理实验原理实验步骤实验步骤注意事项注意事项验验 证证 牛牛 顿顿 第第 二二 定定 律律 实实 验验实验原理实验原理:实验目的实验目的:验证牛顿第二定律。验证牛顿第二定律。1如如图图所所示示装装置置，保保持持小小车车质质量量M不不变变，改改变变小小桶桶内内砂砂的的质质量量m，从从而而改改变变细细线线对对小小车车的的牵牵引引力力F(当当mM时时，F=mg近近似似成成立立)，测测出出小小车车的的对对应应加加速速度度a,由由多多组组a、F数数据据作作出出加加速速度度和和力力的的关关系系a-F图图线线，验证加速度是否与外力成正比。验证加速度是否与外力成正比。mM打点计时器打点计时器纸带纸带2保持

2、小桶和砂的质量不变，保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码在小车上加减砝码,改变小车改变小车的质量的质量M，测出小车的对应加速度测出小车的对应加速度a,由多组由多组a、M数据数据作出加速度和质量倒数的关系作出加速度和质量倒数的关系a-M-1图线图线,验证加速度验证加速度是否与质量成反比。是否与质量成反比。实实验验器器材材:小小车车，砝砝码码，小小桶桶，砂砂,细细线线，附附有有定定滑滑轮轮的的长长木木板板,垫垫块块，打打点点计计时时器器，低低压压交交流流电电源源,导导线线两两根根,纸带纸带,托盘天平及砝码，米尺。托盘天平及砝码，米尺。实验步骤实验步骤:1用用调调整整好好的的天天平平测测出出小小

3、车车和和小小桶桶的的质质量量M和和m，把数据记录下来。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。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，直至小车在斜面上运动上垫块，反复移动垫块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态（可以从纸带上打的点是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）。否均匀来判断）。4在小车上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把砝在小车

4、上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把砝码和砂的质量码和砂的质量M和和m记录下来。把细线系在小车上并记录下来。把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶绕过滑轮悬挂小桶,接通电源接通电源,放开小车放开小车,打点计时器打点计时器在纸带上打下一系列点在纸带上打下一系列点,取下纸带取下纸带,在纸带上写上编号在纸带上写上编号.5保持小车的质量不变，改变砂的质量（要用天平称保持小车的质量不变，改变砂的质量（要用天平称量），按步骤量），按步骤4再做再做5次实验。次实验。6算出每条纸带对应的加速度的值。算出每条纸带对应的加速度的值。7用纵坐标表示加速度用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力横坐标表示作用力F，即即砂和桶

5、的总重力砂和桶的总重力(m+m)g，根据实验结果在坐标平面根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，作图线。若图线为一条过原点的直上描出相应的点，作图线。若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受线，就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。作用力成正比。8保保持持砂砂和和小小桶桶的的质质量量不不变变，在在小小车车上上加加放放砝砝码码，重重复复上上面面的的实实验验，并并做做好好记记录录，求求出出相相应应的的加加速速度度,用用纵纵坐坐标标表表示示加加速速度度a，横横坐坐标标表表示示小小车车和和车车内内砝砝码码总总质质量量的的倒倒数数 ,在在坐坐标标平平面面上上

6、根根据据实实验验结结果果描描出出相相应应的的点点并并作作图图线线，若若图图线线为为一一条条过过原原点点的的直直线线,就就证证明明了了研研究究对对象象所所受受作作用用力力不不变变时时其其加加速速度度与与它它的的质量成反比。质量成反比。注意事项注意事项:1砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的1/10，为什么？，为什么？2在在平平衡衡摩摩擦擦力力时时，不不要要悬悬挂挂小小桶桶，但但小小车车应应连连着着纸纸带带且且接接通通电电源源。用用手手给给小小车车一一个个初初速速度度，如如果果在在纸纸带带上上打打出出的的点点的的间间隔隔是是均均匀匀的的，表表明明

7、小小车车受受到到的的阻阻力力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。3作作图图时时应应该该使使所所作作的的直直线线通通过过尽尽可可能能多多的的点点,不不在在直直线线上上的的点点也也要要尽尽可可能能对对称称地地分分布布在在直直线线的的两两侧侧，但但如遇个别特别偏离的点可舍去。如遇个别特别偏离的点可舍去。06年年12月广州市月广州市X科统考卷科统考卷 1111(10分分)在在探探究究加加速速度度与与物物体体质质量量、物物体体受受力力的的关关系系实实验验中中，实实验验装装置置如如图图乙乙所所示示：一一木木块块放放在在水水平平光光滑滑长长木木板板上上，左左侧侧拴拴有有一一不不可

8、可伸伸长长的的细细软软线线，跨跨过过固固定定在在木木板板边边缘缘的的滑滑轮轮与与一一重重物物相相连连，重重物物的的质质量量为为m.木木块块右右侧侧与与穿穿过过打打点点计计时时器器的的纸纸带带相相连连，在在重重物物牵牵引引下下，木木块块在在木木板板上上向向左左做做匀匀加加速速运运动动.图图甲甲给给出出了了打打点点计计时时器器在在纸纸带带上上打打出出的的一一些些连连续续的的点点，它它们们之之间间的的距距离离分分别别为为S1、S2、S3、S4、S5、S6，打打点点计计时时器器所所用用交交流电周期为流电周期为T0.根据给以上数据求：根据给以上数据求：打点计时器打点计时器木块木块纸带纸带重物重物电源插头

9、电源插头乙乙单单位位:（cm）s1s2s3s4s5s6甲甲（1）木块的加速度）木块的加速度a=.（2）细线对木块的拉力细线对木块的拉力T=.（3）为了减少误差为了减少误差,你认为应采取什么措施你认为应采取什么措施?解：解：（1）木块的加速度，）木块的加速度，（2）细线对木块的拉力）细线对木块的拉力（3）为了减少误差）为了减少误差,应采取的措施：应采取的措施：木块的质量应远大于重物的质量木块的质量应远大于重物的质量；实验前将木板右端稍垫高，直至木块在细线未挂实验前将木板右端稍垫高，直至木块在细线未挂上重物时能沿木板匀速下滑上重物时能沿木板匀速下滑。07届广东惠州市第二次调研考试届广东惠州市第二次

10、调研考试1111在在探探究究加加速速度度与与物物体体所所受受合合外外力力和和质质量量间间的的关关系系时时,采采用用如如图图所所示示的的实实验验装装置置，小小车车及及车车中中的的砝砝码码质质量量用用M表表示示，盘盘及及盘盘中中的的砝砝码码质质量量用用m表表示示，小小车车的的加加速速度度可可由由小小车车后后拖拖动动的的纸纸带带由由打打点点计计数数器器打上的点计算出：打上的点计算出：(1)当当M与与m的的大大小小关关系系满满足足时时，才才可可以以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力。认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力。纸带纸带m打点计数器打点计数器MmM（2）一组同学在先保持盘及盘中的

11、砝码质量一定）一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定,探究做探究做加速度与质量的关系加速度与质量的关系,以下做法错误的是以下做法错误的是:()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小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量以及小车质量M，直接用公式直接用公式 amg/M求出。求出。（3）在保持小车及车中的砝码质量质

12、量）在保持小车及车中的砝码质量质量M一定，探究加一定，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，二位同学得到的当，二位同学得到的aF关系关系 分别如下图分别如下图C、D所示所示(a是小车是小车 的加速度的加速度.F是细线作用于小车是细线作用于小车 的拉力的拉力)。其原因分别是：。其原因分别是：C图：图：，D图：图：。0FaC0FaDACD平衡摩擦力时，长木板的倾角过大了平衡摩擦力时，长木板的倾角过大了没有平衡摩擦力或木板的倾角过小没有平衡摩擦力或木板的倾角过小2007年物理海南卷年物理海南卷1414现现要要验验证证“当当质质量量一

13、一定定时时，物物体体运运动动的的加加速速度度与与它它所所受受的的合合外外力力成成正正比比”这这一一物物理理规规律律。给给定定的的器器材材如如下下：一一倾倾角角可可以以调调节节的的长长斜斜面面（如如图图）、小小车车、计计时器一个、米尺。时器一个、米尺。（1）填填入入适适当当的的公公式式或或文文字字，完完善善以以下下实实验验步步骤骤（不考虑摩擦力的影响）：（不考虑摩擦力的影响）：让小车自斜面上方一固定点让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端从静止开始下滑至斜面底端A2，记下所用的时间记下所用的时间t 用用米米尺尺测测量量A1与与A2之之间间的的距距离离s，则则小小车车的的加加速速度度

14、a=_。用用米米尺尺测测量量A1相相对对于于A2的的高高h。设设小小车车所所受受重重力力为为mg，则小车所受的合外力则小车所受的合外力F_。A1A22s/t2mgh/s 改变改变 ，重复上述测量。，重复上述测量。以以h为为横横坐坐标标，1/t2 为为纵纵坐坐标标，根根据据实实验验数数据据作作图图。如如能能得得到到一一条条过过原原点点的的直直线线，则则可可以以验验证证“当当质质量量一一定定时时，物物体体运运动动的的加加速速度度与与它它所所受受的的合合外外力力成成正正比比”这一规律。这一规律。（2）在在探探究究如如何何消消除除上上述述实实验验中中摩摩擦擦阻阻力力影影响响的的过过程中，某同学设计的方

15、案是：程中，某同学设计的方案是：调调节节斜斜面面倾倾角角，使使小小车车在在斜斜面面上上匀匀速速下下滑滑。测测量量此此时时A1点相对于斜面底端点相对于斜面底端A2的高度的高度ho。进行（进行（1）中的各项）中的各项测量测量。计算与作图时用（计算与作图时用（hho）代替代替h。斜面倾角（或填斜面倾角（或填h的数值）的数值）对此方案有以下几种评论意见：对此方案有以下几种评论意见：A.方案正确可行方案正确可行B.方方案案的的理理论论依依据据正正确确，但但利利用用所所给给的的器器材材无无法法确确定小车在斜面上是否做匀速运动。定小车在斜面上是否做匀速运动。C.方方案案的的理理论论依依据据有有问问题题，小小车车所所受受摩摩擦擦力力与与斜斜面面倾角有关。倾角有关。其中合理的意见是其中合理的意见是_。C题目题目