文档介绍：验证牛顿第二定律
实验原理:
实验目的: 验证牛顿第二定律。
,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。
m
M
打点计时器
纸带
,
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:
,把数据记录下来。
,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。
: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)。
,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.
,改变砂的质量(要用天平称量),按步骤4再做5次实验。
。
,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。
,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:
,为什么?
,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。
,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。
(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
B
A
遮光板
解答:
若F反比于△t-2,则加速度a正比于外力F 。
10
“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( )
,只要测出不同情况下加速度的比值就行了
“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
,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)
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)
v
图(b)
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度
a/m·s-2