验证牛顿第二定律实验课件.ppt
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1、一、【实验目的一、【实验目的一、【实验目的一、【实验目的】定量分析定量分析定量分析定量分析定量分析定量分析a a a、F F F合合合合合合、mmm的关系。的关系。的关系。的关系。的关系。的关系。二、【实验原理二、【实验原理二、【实验原理二、【实验原理】研究方法研究方法研究方法研究方法研究方法研究方法 :控制变量法控制变量法控制变量法控制变量法控制变量法控制变量法 B B BF F F一定时,一定时,一定时,一定时,一定时,一定时,a a a与与与与与与mmm的定量关系的定量关系的定量关系的定量关系的定量关系的定量关系 A A Ammm一定时,一定时,一定时,一定时,一定时,一定时,a a a
2、与与与与与与F F F的定量关系的定量关系的定量关系的定量关系的定量关系的定量关系实验设计实验设计实验设计实验设计:参考方案一:用参考方案一:用参考方案一:用参考方案一:用参考方案一:用参考方案一:用打点计时器打点计时器打点计时器打点计时器打点计时器打点计时器探究探究探究探究探究探究小车小车小车小车小车小车:研究对象,可用天平称其质量研究对象,可用天平称其质量研究对象,可用天平称其质量研究对象,可用天平称其质量研究对象,可用天平称其质量研究对象,可用天平称其质量M.M.M.打点计时器打点计时器打点计时器打点计时器打点计时器打点计时器:测量小车运动过程中的加速度测量小车运动过程中的加速度测量小车
3、运动过程中的加速度测量小车运动过程中的加速度测量小车运动过程中的加速度测量小车运动过程中的加速度a a a.砝码盘和砝码:砝码盘和砝码:砝码盘和砝码:砝码盘和砝码:砝码盘和砝码:砝码盘和砝码:重力重力重力重力重力重力mgmgmg提供拉力提供拉力提供拉力提供拉力提供拉力提供拉力合力合力合力合力合力合力F F F=?=?=?=?=?=?G GF FN NF Ff f平衡摩擦力:平衡摩擦力:平衡摩擦力:平衡摩擦力:GGGG1 1F FN Nf fGG1 1平衡摩擦力平衡摩擦力平衡摩擦力平衡摩擦力 f f。当当当当当当M mM mM m时,可时,可时,可时,可时,可时,可近似近似近似近似近似近似认为小
4、车所受的拉力认为小车所受的拉力认为小车所受的拉力认为小车所受的拉力认为小车所受的拉力认为小车所受的拉力T T T等于等于等于等于等于等于mg.mg.mg.三、【实验器材三、【实验器材三、【实验器材三、【实验器材】打点计时器,纸带及复写纸,小车,一打点计时器,纸带及复写纸,小车,一打点计时器,纸带及复写纸,小车,一打点计时器,纸带及复写纸,小车,一打点计时器,纸带及复写纸,小车,一打点计时器,纸带及复写纸,小车,一端附有滑轮的长木板,小盘和砝码,细绳,低压端附有滑轮的长木板,小盘和砝码,细绳,低压端附有滑轮的长木板,小盘和砝码,细绳,低压端附有滑轮的长木板,小盘和砝码,细绳,低压端附有滑轮的长木
5、板,小盘和砝码,细绳,低压端附有滑轮的长木板,小盘和砝码,细绳,低压交流电源,导线,天平,刻度尺交流电源,导线,天平,刻度尺交流电源,导线,天平,刻度尺交流电源,导线,天平,刻度尺交流电源,导线,天平,刻度尺交流电源,导线,天平,刻度尺四、【实验步骤四、【实验步骤四、【实验步骤四、【实验步骤】1 1 1用天平测出小车、砝码的质量用天平测出小车、砝码的质量用天平测出小车、砝码的质量用天平测出小车、砝码的质量用天平测出小车、砝码的质量用天平测出小车、砝码的质量MMM和小盘和小盘和小盘和小盘和小盘和小盘与砝码的总质量与砝码的总质量与砝码的总质量与砝码的总质量与砝码的总质量与砝码的总质量mmm,把数据
6、记录下来,把数据记录下来,把数据记录下来,把数据记录下来,把数据记录下来,把数据记录下来 2 2 2安装好实验装置,在小车上装好纸带,安装好实验装置,在小车上装好纸带,安装好实验装置,在小车上装好纸带,安装好实验装置,在小车上装好纸带,安装好实验装置,在小车上装好纸带,安装好实验装置,在小车上装好纸带,纸带另一端穿过计时器限位孔,调整木板倾斜程纸带另一端穿过计时器限位孔,调整木板倾斜程纸带另一端穿过计时器限位孔,调整木板倾斜程纸带另一端穿过计时器限位孔,调整木板倾斜程纸带另一端穿过计时器限位孔,调整木板倾斜程纸带另一端穿过计时器限位孔,调整木板倾斜程度,平衡摩擦力。度,平衡摩擦力。度,平衡摩擦
7、力。度,平衡摩擦力。度,平衡摩擦力。度,平衡摩擦力。【实验步骤【实验步骤【实验步骤【实验步骤】3 3 3控制小车质量控制小车质量控制小车质量控制小车质量控制小车质量控制小车质量不变不变不变不变不变不变,用细线将小盘与小,用细线将小盘与小,用细线将小盘与小,用细线将小盘与小,用细线将小盘与小,用细线将小盘与小车相连(小盘质量远小于小车质量),打开打点车相连(小盘质量远小于小车质量),打开打点车相连(小盘质量远小于小车质量),打开打点车相连(小盘质量远小于小车质量),打开打点车相连(小盘质量远小于小车质量),打开打点车相连(小盘质量远小于小车质量),打开打点计时器,释放小车,测出一组数据。计时器,
8、释放小车,测出一组数据。计时器,释放小车,测出一组数据。计时器,释放小车,测出一组数据。计时器,释放小车,测出一组数据。计时器,释放小车,测出一组数据。4 4 4改变小盘内砝码个数,多测几组数据。改变小盘内砝码个数,多测几组数据。改变小盘内砝码个数,多测几组数据。改变小盘内砝码个数,多测几组数据。改变小盘内砝码个数,多测几组数据。改变小盘内砝码个数,多测几组数据。算出每条纸带对应的加速度的值,填入表格算出每条纸带对应的加速度的值,填入表格算出每条纸带对应的加速度的值,填入表格算出每条纸带对应的加速度的值,填入表格算出每条纸带对应的加速度的值,填入表格算出每条纸带对应的加速度的值,填入表格(一)
9、中。(一)中。(一)中。(一)中。(一)中。(一)中。5 5 5保持小盘内砝码个数保持小盘内砝码个数保持小盘内砝码个数保持小盘内砝码个数保持小盘内砝码个数保持小盘内砝码个数不变不变不变不变不变不变,改变小车质,改变小车质,改变小车质,改变小车质,改变小车质,改变小车质量,再测几组数据。量,再测几组数据。量,再测几组数据。量,再测几组数据。量,再测几组数据。量,再测几组数据。并将对应的质量和加速度的值,填入表格并将对应的质量和加速度的值,填入表格并将对应的质量和加速度的值,填入表格并将对应的质量和加速度的值,填入表格并将对应的质量和加速度的值,填入表格并将对应的质量和加速度的值,填入表格(二)中
10、。(二)中。(二)中。(二)中。(二)中。(二)中。五、数据处理五、数据处理五、数据处理五、数据处理 1 1 1实验数据的记录处理:实验数据的记录处理:实验数据的记录处理:实验数据的记录处理:实验数据的记录处理:实验数据的记录处理:mmm一定,一定,一定,一定,一定,一定,a a a与与与与与与F F F关系关系关系关系关系关系实验实验实验实验次数次数次数次数F(N)F(N)a(m/sa(m/s2 2)1 12 23 34 45 50.10 0.1460.20 0.3020.30 0.4280.40 0.5920.50 0.751F/NF/Na/ma/m s s-2-20.150.150.30
11、0.300.450.450.600.600.750.750 0.1 0.2 0.3 0.4 0.50 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5结论:结论:结论:结论:mm一定时,一定时,一定时,一定时,aF数据处理数据处理数据处理数据处理 2 2 2实验数据的记录处理:实验数据的记录处理:实验数据的记录处理:实验数据的记录处理:实验数据的记录处理:实验数据的记录处理:F F F一定,一定,一定,一定,一定,一定,a a a与与与与与与 mmm的关系的关系的关系的关系的关系的关系 次次次次数数数数m/kgm/kga/m s a/m s-2-21 10.4000.400 0.861 0.8612 2
12、0.5000.5000.6920.6923 30.7500.7500.4700.4704 41.0001.0000.3520.3525 51.2001.2000.2900.2901/m1/mkg kg-1-12.502.502.002.001.331.331.001.000.830.83m/kgm/kga/ms a/ms-2-20.20.20.40.40.60.60.80.81.01.00 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2a/a/msms -2-20.20.20.40.40.60.60.80.81.01.00 0.5 1.0 1.
13、5 2.0 2.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5/kg kg-1-1m m1 1结论:结论:结论:结论:F F一定时,一定时,一定时,一定时,a1/m六、【注意事项六、【注意事项六、【注意事项六、【注意事项】1 1 1在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细线系在小车上,即不要给小车加任何牵引力,并线系在小车上,即不要给小车加任何牵引力,并线系在小车上,即不要给小车加任何牵引力,并线系在小车上,即不要给小车加任何牵引力
14、,并线系在小车上,即不要给小车加任何牵引力,并线系在小车上,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要让小车拖着打点的纸带运动要让小车拖着打点的纸带运动要让小车拖着打点的纸带运动要让小车拖着打点的纸带运动要让小车拖着打点的纸带运动 2 2 2每条纸带必须在满足小车与车上所加砝每条纸带必须在满足小车与车上所加砝每条纸带必须在满足小车与车上所加砝每条纸带必须在满足小车与车上所加砝每条纸带必须在满足小车与车上所加砝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小盘和砝码的总质量的条件下码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下码的总质量远大
15、于小盘和砝码的总质量的条件下码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出只有如此,小车受到的拉力才可视为等于打出只有如此,小车受到的拉力才可视为等于打出只有如此,小车受到的拉力才可视为等于打出只有如此,小车受到的拉力才可视为等于打出只有如此,小车受到的拉力才可视为等于打出只有如此,小车受到的拉力才可视为等于小盘和砝码的总重力小盘和砝码的总重力小盘和砝码的总重力小盘和砝码的总重力小盘和砝码的总重力小盘和砝码的总重力 3 3 3改变拉力和小车质量后,每次开始时小改变拉力和小车质量后,每次开始时小改变拉力和小车质量后,每次开始时小改变拉力和小车质量后,每次
16、开始时小改变拉力和小车质量后,每次开始时小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,再车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,再车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,再车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,再车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,再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放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车【注意事项【注意事项【注意事项【注意事项】4
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