验证牛二定律实验PPT优秀课件

1、1 2 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如图所示装置，保持小车质量如图所示装置，保持小车质量M不变，改变小桶不变，改变小桶 内砂的质量内砂的质量m，从而改变细线对小车的牵引力，从而改变细线对小车的牵引力F(当当 mM时，时，F=mg近似成立近似成立)，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、F数据作出加速度和力的关系数据作出加速度和力的关系a-F图线，图线， 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。 m M打点计时器打点计时器 纸带纸带 2保持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

2、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。 实验器材实验器材:小车，砝码，小桶，砂小车，砝码，小桶，砂, 细线，附有定滑轮细线，附有定滑轮 的长木板的长木板,垫块，打点计时器，低压交流电源垫块，打点计时器，低压交流电源, 导线两导线两 根根, 纸带纸带,托盘天平及砝码，刻度尺。托盘天平及砝码，刻度尺。 3 实验步骤实验步骤: 1用调整好的天平测出小车和小桶的质量用调整好的天平测出

3、小车和小桶的质量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）。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

4、在小车上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把砝 码和砂的质量码和砂的质量M和和m记录下来。把细线系在小车上记录下来。把细线系在小车上 并绕过滑轮悬挂小桶并绕过滑轮悬挂小桶,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（要用天平保持小车的质量不变，改变砂的质量（要用天平 称量），按步骤称量），按步骤4再做再做5次实验。次实验。 4 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

5、标表示作用力F，即，即 砂和桶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。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，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用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和车内砝码，横坐标表示小车和车内砝

6、码 总质量的倒数总质量的倒数 ,在坐标平面上根据实验结果描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。的质量成反比。 MM 1 5 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在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着在平衡摩擦力时，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，如果在纸纸带且接通电

7、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。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作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点,不在不在 直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，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。但如遇个别特别偏离的点可舍去。 6 11(10分分)在探究加速度与物体质量、物体受力的关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：一木块放在水平光系实验中，实验装置如图

8、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下，木块在木板上向左做匀加速运动.图甲给出了打点图甲给出了打点 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 离分别为离分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6，打点计时器所用交，打点计时器所用交 流电周期为流

9、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 电源插头电源插头 乙乙 单位单位:（cm） s1 s2 s3s4s5 s6 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? 7 解：解： （1）木块的加速度，）木块的加速度， 2 0 321654 9T )SSS(SSS a ）（ （2）细线对木块的拉力）细线对木块的拉力 2 0 331654 9T )SSS()SSS( mmgmamgT （3）为了减少误差）为了

10、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 。 8 11在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关 系时系时,采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝 码质量用码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，表示， 小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器 打

11、上的点计算出：打上的点计算出： (1)当当M与与m的大小关系满足的大小关系满足时，才可以时，才可以 认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力。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M mM 9 （2）一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定）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