验证牛顿第二定律
3页1、顿第二定律导线、天平(带一套砝码)、毫米第6课时 实验: 知识回顾与整理【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、 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
2、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。重要方法与技巧【实验误差分析】 本实验除了实验仪器、实验条件、操作过 程、数据处理带来误差外,更主要是分析实验原理带来的误 差;本实验中认为:细绳的拉力等于砂和砂桶的重力,即: T=mg;是实验原理引起误差的根本原因。理论分析:设小车的质量为M、平衡摩擦力后合外力为F、 加速度为a,细绳的拉力为T、砂和砂桶的总质量为m; 对小车有:a=M=M;对系统有:a=Mgm;对砂及砂桶有: mg-T= ma;联立解得细绳拉力表达式为:T=Mmg= mg;要使1+MT=mg,必须满足的条件是:Mm。【实验图像分析】 物理中看图像,一看曲直、二看斜率、三 看交点、四看面积,并能对他们赋予一定的物理意义。 1、本实验图像弯曲是必然的,并且是向下弯曲; 当M 定时,aF图像;理论上:若M 定,则a*F, aF图像为过原点的
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