文档介绍：学科教师辅导讲义
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辅导科目:
课时数：3
教学目的
教学内容
第4讲 实验：验证牛顿第二定律
【知识梳理】
一、实验目的
学会用控制变量法研究物理规律.
验证牛顿第二定律»m (2)1/M
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
小车及车上的砝码的总质量不同
【例3】用斜面、小车、砝码等器材按图4(1)所示方法探究a、m、F三者关系的实验中，得到图所示的一条打点的纸 带，相邻计数点的时间间隔为T且间距x1，x2, x3・・・x6已量出.
重物
(1)
请写出三个不同的计算加速度的表达式.
⑵如图5(1)所示，是甲同学根据测量数据画出的a-F图线，表明实验的问题 .
(3)乙、丙同学用同一装置实验，画出了各自得到的a-F图线如图5(2)所示，说明两个同学做实验时的哪一个物理量 取值不同？并比较其大小.
【解析】本题主要考查根据纸带求匀变速直线运动的加速度和对图象法处理实验数据得到的a-F图象的理解.
a = (x2—xl)/T2 a = (x4—xl)/(3T2)
a = [(x6+x5 +x4) — (x3 +x2+x1)]/(9T2)
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.
小车及车上的砝码的总质量不同，且m乙＜m丙.
【答案】见解析
二、实验中应注意的事项
一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受 ，不要把悬挂小盘的细线系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打 点的纸带运动.
实验步骤2、3不需要重复，即整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝 码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力.
，小盘和 砝码的总重力才可视为小车受到的拉力.
改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到 达滑轮前按住小车.
作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧.
，这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些.
为提高测量精度，可以米取下列措施：
应舍掉纸带上开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个起点.
⑵可以把每打五次点的时间作为时间单位，即从开始点起，每隔五个点标出一个计数点，而相邻计数点间的时间间 隔为T = .
三、实验误差分析
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，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差.
因实验原理不完善造成误差：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），存在系统误差，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.
平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的都跟正式实验一样比如要挂好纸带、接通
打点计时器），匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各点的距离相等.
【例4】“验证牛顿运动定律”的实验装置如图甲所示
小车打点计时器
祛码
2 3
312 3?68 3783
位:cm)
（1） 在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，
晰的点起，每5个点取一个计数点，= m/s2.（结果保留两
位有效数字）
（2） 平衡摩擦力后，，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中， ：
磁码盘中硅 码总重力
F(N)
0J96
0392
0784
加速度 fl(m s-2)
118
2 AS
请根据实验数据作出a-F的关系图象
根据提供的实验数据作出的a-.
Ax
【解析】(1)a=T2 =
见答案.
小车、砝码盘和砝码组成的系统所受合外力为砝码盘和砝码的总重力，而表中数据漏计了砝码盘的重力，导致合 力F的测量值小于真实值，a-F的图线不过原点.
(3)未计入砝码盘的重力
八 a/(m-s~2)
0<2 L0 L2
【模拟演练】
'验证