验证牛顿第二定律实验.ppt

1、一、实验目的 1学会用控制变量法研究物理规律 2验证牛顿第二定律 3掌握利用图象处理数据的方法,二实验原理： 利用砝码和小盘通过细线牵引小车做加速运动的方法，采用控制变量法研究上述两组关系,当M m时，可认为Fmg,三实验器材 打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板，小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺,纸带作用： 天平作用：,用逐差法测量小车加速度,测量小车和小盘质量,四、实验步骤 1用天平测出小车和小盘的质量M和m，把数值记录 下来 2按照如图331所示装置把实验器材安装好，只是不 把悬挂小盘的细线系在小车上(即不给小车加牵引力),3平

2、衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上 一块薄木块，反复移动木板的位置，直至拖着纸带的小车在斜面 上运动时可以保持 状态，判断依据是： 4把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘， 再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的 点打点完成后切断电源，取下纸带，在纸带上标上 纸带号码,匀速直线运动,纸带上两点间距离都相等。,先接通电源,5保持小车及车内砝码的质量不变，在小盘内放入质量 为m的砝码，重复步骤4.在小盘内分别放入质量为 m，的砝码，再重复步骤4. m，m的数值都要记录在纸带上(或表格内) 6在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数 点，测量计数点间的距离，算出每条纸带上的加速度

3、的值,7用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，根据实验结果 在坐标平面上画出相应的点 8保持砝码和小盘的质量不变，在小车上依次加砝码(也 需作好记录)，重复上述步骤，用纵坐标表示加速度a， 横坐标表示小车砝码总质量的倒数，根据实验结果 在坐标平面上画出相应的点,五、数据处理 1把小车在不同力作用下产生的加速度填在下表中：,结论：,斜率代表：,小车总质量的倒数,小车的a与合外力F成正比,2把不同质量的小车在相同力作用下产生的加速度填 在下表中：,结论：,斜率代表：,小车的合外力或绳子的拉力,小车的a与M成反比,六.误差分析 偶然误差：1.质量的测量误差,纸带上打点计时器打点间 隔距离的测量误差,拉线

4、或纸带不与木板平行等. 2.平衡摩擦力操作不当 系统误差：本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到 的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝 码的总重力)；小盘和砝码的总质量越接近小车的质量,误差就越大;反之,小盘和砝码的总质量越小于小车的质量,误差就越小.,由于平衡摩擦力时操作不当，二位同学得到的aF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： 。,平衡摩擦力时，长木板的倾角过大了,没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 或长木板的倾角过小,试解释下面两个图象弯曲原因,解析(1)未平衡摩擦力；(2)应使用低压交流电源；(3)拉小车的细线

5、应与木板平行；(4)小车应靠近打点计时器；(5)打点计时器应置于木板右端,【例2】在探索a与F、m关系的实验中备有下列器材： A打点计时器；B天平；C秒表；D低压交流电源；E电池；F纸带； G细绳、砝码、小车、砂和桶。 其中多余的器材是_ 缺少的器材是_,C E,附有定滑轮的长木板、刻度尺,B,例4：复习讲义69页考点一 例5：复习讲义70页考点二,创新实验2：现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺。 填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）： 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A2， 记下所用的时间t 用米尺测量A1与A2之间的距离s，则小车的加速度a=_。 用米尺测量A1相对于A2的高h。设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力F_。,2s/t2,mgh/s, 改变 ，重复上述测量。 以h为横坐标， 1 / t2 为纵坐标，根据实验数据作图。如能得到一条过原点的直线，则