验证牛顿第二定律实验

验证牛顿第二定律

实验原理

实验步骤

注意事项065.

08年南京一中第三次模拟10(2)027.

盐城市07/08学年度第一次调研考试10049.

西安市重点中学2008届4月份理综试题14037.

2008届南通市第一次调研考试10038.

08年广东佛山市教学质量检测（一）16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。mM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，米尺。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。065.08年南京一中第三次模拟10(2)10.（2）(4分)某同学在“研究小车的加速度与外力关系”的探究实验中，使用了光电门。他将光电门固定在轨道上的某点B，用不同重力的物体拉小车，但每次小车从同一位置A由静止释放,测出对应不同外力时小车上遮光板通过光电门的时间△t，然后经过数据分析,得出F反比于△t2。则他就得出物体的加速度正比于外力的结论。请简要说明该同学这样做的理由。重物小车光电门BA遮光板解答：若F反比于△t-2，则加速度a正比于外力F

。027.盐城市07/08学年度第一次调研考试1010．在“探究加速度与力、质量关系”的实验中：（1）某小组的几位同学在讨论制定实验方案时分别提出以下几点意见，你认为不正确的是()A．实验中一定要测出加速度的具体数值B．实验中也可不测加速度的具体数值，只要测出不同情况下加速度的比值就行了C．若要验证“加速度与力的平方成正比”这一猜想，在作图线时最好以F2为横坐标D．不管是在探究加速度与力的关系时还是在探究加速度与质量关系时，所要测量的物理量都是3个AD（2）实验装置如图所示，实验中使小车做匀加速运动的力与小盘和砝码重力相等的条件是:

.（3）在探究加速度与力的关系时，要保持

不变。小盘与砝码的质量远小于小车的质量(或加速度很小)小车的质量（只填“质量”不给分）049.西安市重点中学2008届4月份理综试题14

14、（10分）某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图。（交流电的频率为50Hz）（1）图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为

m/s2。(保留二位有效数字)电火花计时器小车纸带重物电源插头图（a）单位：（cm）6.196.707.217.72v图（b）3.2实验次数12345678小车加速度a/m·s-21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.674.003.453.032.502.001.411.000.60（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的,数据如下表:请在方格坐标纸中画出图线,并从图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是

。1.02.03.04.00.501.001.502.000a/m∙s-1（2）图线如图所示，（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线如图（c）所示。该图线不通过原点，其主要原因是

。0图caF实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分题目037.2008届南通市第一次调研考试1010．(10分)在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止。（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使

；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量

小车的质量（选填“远大于”、“远小于”、“等于”）。小车Ⅱ小车Ⅰ细线滑轮砝码盘和砝码图甲控制装置细线与轨道平行（或水平）远小于（3）实验中获得数据如下表所示：实验次数小车拉力F/N位移s/cm1Ⅰ0.1Ⅱ0.246.512Ⅰ0.229.04Ⅱ0.343.633Ⅰ0.341.16Ⅱ0.444.804Ⅰ0.436.43Ⅱ0.545.56小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为200g（2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为

。两小车从静止开始作匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等见下页在第1次实验中小车Ⅰ从图乙中的A点运动到B点，请将测量结果填到表中空格处（）。通过分析，可知表中第

次实验数据存在明显错误，应舍弃。图乙cm24232201AB23.36±0.023题目038.08年广东佛山市教学质量检测（一）16

16．（16分）实验室给同学们提供了如下实验器材：滑轮小车、小木块、长木板、秒表、砝码、弹簧秤、直尺，要求同学们用它们来粗略验证牛顿第二定律。（1）(4分)实验中因涉及的物理量较多,须采用控制变量的方法来完成该实验，即：先保持

不变,验证物体

越小加速度越大;再保持

不变,验证物体

越大,加速度越大。（2）(2分)某同学的做法是：将长木板的一端放在小木块上构成一斜面，用小木块改变斜面的倾角，保持滑轮小车的质量不变，让小车沿不同倾角的斜面由顶端无初速释放，用秒表记录小车滑到斜面底端的时间。试回答下列问题：合外力质量质量所受合外力①改变斜面倾角的目的是：

;②用秒表记录小车下滑相同距离（从斜面顶端到底端）所花的的时间，而不是记录下滑相同时间所对应的下滑距离，这样做的好处是：

.（3）(10分)如果要较准确地验证牛顿第二定律，则需利用打点计时器来记录滑轮小车的运动情况。某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共７个记数点（图中每相邻两个记数点间还有4个打点计时器打下的点未画出），打点计时器接的是50Hz的低压交流电源。他将一把毫米刻度尺放在纸上,其零刻度和记数点O对齐.改变小车所受的合外力记录更准确（或：更容易记录，记录误差会更小，时间更容易记录，位置很难记录等）②（2分）由以上数据可计算出打点计时器在打A、B、C、D、E各点时物体的瞬时速度，其中打E点时的速度vE是

m/s（取三位有效数字）．①（4分）下表是某同学从刻度尺上直接读取数据的记录表，其中最后两栏他未完成，请你帮他完成。线段OA………数据(cm)…………012345678910cmABCDEFOOE7.00OF9.40②解：0.232±0.02题目③（4分）如某同学已求得A、B、C、D四点的瞬时速度分别为0.076m/s、0.119m/s、0.162m/s、0.204m/s。试根据以上数据和你求得的E点速度在下面所给的坐标中，作出v－t图象。要求标明坐标及其单位，坐标的标度值（即以多少小格为一个单位）大小要取得合适，使作图和读数方便,并尽量充分利用坐标纸。从图象中求得物体的加速度a＝

m/s2(取两位有效数字).0.20.10.30.40.50.050.100.150.200.2500.42±0.04题目第2页评分标准：（3）①（4分）若按表二填写且读数正确的得3分,即读数不从O