验证牛二定律实验

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,验证牛顿第二定律,实验原理,:,实验目的,:,验证牛顿第二定律。,1,如图所示装置，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,),，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。,m,M,打点计时器,纸带,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,a,-,M,-1,图线,验证加速度是否与质量成反比。,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，低压交流电源,导线两根,纸带,托盘天平及砝码，刻度尺。,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。,6,算出每条纸带对应的加速度的值。,7,用纵坐标表示加速度,a,，,横坐标表示作用力,F,，,即砂和桶的总重力,(,m+m,),g,，,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。,8,保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度,用纵坐标表示加速度,a,，,横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数,在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作图线，若图线为一条过原点的直线,就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比。,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,1/10,，为什么？,2,在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源。用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。,3,作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点,不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，但如遇个别特别偏离的点可舍去。,11,(10,分,),在探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验中，实验装置如图乙所示：一木块放在水平光滑长木板上，左侧拴有一不可伸长的细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，重物的质量为,m,.,木块右侧与穿过打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，木块在木板上向左做匀加速运动,.,图甲给出了打点计时器在纸带上打出的一些连续的点，它们之间的距离分别为,S,1,、,S,2,、,S,3,、,S,4,、,S,5,、,S,6,，,打点计时器所用交流电周期为,T,0,.,根据给以上数据求：,打点计时器,木块,纸带,重物,电源插头,乙,单位,:,（,cm,）,s,1,s,2,s,3,s,4,s,5,s,6,甲,（,1,）木块的加速度,a,=,.,（,2,）,细线对木块的拉力,T,=,.,（,3,）,为了减少误差,你认为应采取什么措施,?,解：,（,1,）木块的加速度，,（,2,）细线对木块的拉力,（,3,）为了减少误差,应采取的措施：,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上重物时能沿木板匀速下滑。,11,在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用,M,表示，盘及盘中的砝码质量用,m,表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器打上的点计算出：,(1),当,M,与,m,的大小关系满足,时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力。,纸带,m,打点计数器,M,mM,（,2,）一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定,探究做加速度与质量的关系,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用天平测出,m,以及小车质量,M,，,直接用公式,a,mg,/,M,求出。,（,3,）在保持小车及车中的砝码质量质量,M,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：,C,图：,，,D,图：,。,0,F,a,C,0,F,a,D,ACD,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,