当前位置:首页 >> 理化生 >>

实验四 2013验证牛顿第二定律


牛顿运动定律
实验四:验证牛顿第二定律

一、【实验目的】
——定量分析a、F合、m的关系。

二、【实验原理】
研究方法 : 控制变量法 A.m一定时,a与F的定量关系 B.F一定时,a与m的定量关系

◆.实验设计:
——参考方案一:用打点计时器探究 F FN f

>
G

小车: 研究对象,可用天平称其质量M.
打点计时器:测量小车运动过程中的加速度a. 砝码盘和砝码:重力mg提供拉力 合力F=?

平衡摩擦力:
FN
f G1 G

G1平衡摩擦力 f。
当M ≥m时,可近似认为小车所受的拉力T 等于mg.

三、【实验器材】
——打点计时器,纸带及复写纸,小车,一 端附有滑轮的长木板,小盘和砝码,细绳,低压 交流电源,导线,天平,刻度尺.

四、【实验步骤】
1.用天平测出小车、砝码的质量M和小盘 与砝码的总质量m,把数据记录下来. 2.安装好实验装置,在小车上装好纸带, 纸带另一端穿过计时器限位孔,调整木板倾斜程 度,平衡摩擦力。

【实验步骤】
3.控制小车质量不变,用细线将小盘与小 车相连(小盘质量远小于小车质量),打开打点 计时器,释放小车,测出一组数据。

4.改变小盘内砝码个数,多测几组数据。 算出每条纸带对应的加速度的值,填入表格 (一)中。
5.保持小盘内砝码个数不变,改变小车质 量,再测几组数据。 并将对应的质量和加速度的值,填入表格( 二)中。

五、【数据处理】 如何更直
观地处理 1.实验数据的记录处理:m一定,a与F关系 数据? F(N) a(m/s2) 实验 次数 a/m· -2 s
1 2 3 4

0.75 0.60

0.10 0.20 0.30 0.40 0.50

0.146 0.302 0.428 0.592 0.751

0.45
0.30 0.15

5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 F/ N 结论:m一定时,

a∝ F

【数据处理】
2.实验数据的记录处理:F一定,a与 m的关系 a/m· -2 s a/m· -2 s
次 数 s m/kg a/m · -2 1/m kg -1 2.50 2.00 1.33 1.00 0.83

1.0 0.8 0.6

1
2

0.400 0.861
0.500 0.692

3
4

0.750 0.470
1.000 0.352

0.4
0.2 0

5

1.200 0.290

1 /kg -1 结论:F一定时, 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2mm/ kg 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 a∝1/m

六、【注意事项】
1.在平衡摩擦力时,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. 2.每条纸带必须在满足小车与车上所加砝 码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下 打出.只有如此,小车受到的拉力才可视为等于 小盘和砝码的总重力. 3.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.

【注意事项】
4.作图象时,要使尽可能多的点分布在所 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.

5.作图时两轴标度比例要选择适当,各量 须采用国际单位.这样作图线时,坐标点间距不 至于过密,误差会小些.

七、【误差来源】
1.测量误差: (1)质量的测量. (2)打点间隔距离的测量.
2.操作误差: (1)拉线或纸带不与木板平行. (2)倾斜角度不当,平衡摩擦力不准. 3.原理误差: 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.

【练3—1】在“验证牛顿第二定律”的实验中, 实验装置如图(1)所示,有两位同学通过测量作出 a-F图象,如下图(2)所示甲、乙中的A、B图线 .试分析:

(1) (2) ①.A图线不通过坐标原点的原因是________ 没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够 ______________________________;A图线上部弯 未满足盘和砝码质量远小于小车质量 曲的原因是________________________________。 ②.B图线在纵轴上有截距的原因是? 平衡摩擦力时,长木板倾角过大,小车沿斜面 向下分力大于摩擦力,,使尚未对小车施加力时, 小车已有加速度.
实验误差分析

【题5】为了探究加速度与力的关系,使用如图所 示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电 门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2 光电门时,光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量 并记录,滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质 量为M,挡光片宽度为D,光电门间距离为x,牵引砝 码的质量为m.回答下列问题:

(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,使 气垫导轨水平,在不增加 其他仪器的情况下,如何 判定调节是否到位?
解析:(1)如果气垫导轨水平,则不挂砝码时,M应能在任 意位置静止不动,或推动M后能使M匀速运动(Δt1= Δt2) .
直接测量—光电门

(2)若取M=0.4 kg,改变m的值,进行多次实验 D ,以下m的取值不合适的一个是__________. A.m1=5 g B.m2=15 g C.m3=40 g D.m4=400 g 解析: (2)应满足M?m,故m4=400 g不合适. (3)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的 加速度,求得的加速度的表达式为__________.

由:v1=D/Δt1, v2=D/Δt2, v22-v12=2ax

可得:

a=

D 2 D 2 ( )-( ) Δt2 Δt1

2x
直接测量—光电门

◆.小结:明确几个问题
1.怎么设计这个实验?

(1).测量哪些量?
(2).怎么测量?

a、F合、m m: 天平 a: ……

F合: 求出物体所受 的合力 2.如何由实验得出结论? ——数据处理: m不变时,a与F关系;F不变时,a与m关系。

如何测量加速度a?
构建一匀变 速直线运动

1.直接测量

1 2 x ? v0t ? at 2 仪器 2 2 v ? v0 ? 2ax
1 2 v0 ? 0, x ? at 2 2x a? 2 t

v ? v0 ? at

对应

打点计时器 光电门

控制运动时间t相同 a与x成正比,用x比 较a的大小

2.间接比较


相关文章:
第三章实验四验证牛顿运动定律
2013三维设计高三物理一... 34页 1下载券第​三​章​实​验​四​...探究加速度与力、质量的关系,并验证牛顿第二定律. 【课前案】 基本实验要求 ...
《大学物理(一)》2013秋实验报告验证牛顿第二定律――...
《大学物理(一)》2013实验报告验证牛顿第二定律――气垫导轨实验(一)_调查/...实验目的 二、实验原理 三、实验器材 四、实验内容 五、实验数据 六、结论 ...
实验四 验证牛顿运动定律
实验四 验证牛顿运动定律_理化生_高中教育_教育专区。实验四 验证牛顿运动定律 ...结合牛顿第二定律,测量两接触面间的动摩擦因数 【典例 3】 (2013· 新课标...
2013版物理一轮精品复习学案:实验四 验证牛顿运动定律(...
2013版物理一轮精品复习学案:实验四 验证牛顿运动定律(必修1)_高考_高中教育_...(共 12 页) zyf2269179117 的拉力等于小盘和物块的重力,根据牛顿第二定律,...
实验四:验证牛顿运动定律
课题 使用时间 2013 年 ___月___日 编号 编制人 审核人 高三物理组 第 4 讲:实验四 验证牛顿运动定律 把所得数据利用图像法寻找规律, 结果得到的图像应该...
验证牛顿第二定律 报告
实验四验证牛顿第二定律实验实验数据的处理已知牛顿第二定律:F=ma,为了验证该定律,我组采取了以下两种方式(已知福州地区 重力加速度 g=9.792N/ s ): 1、...
实验四验证牛顿运动定律
实验四 验证牛顿运动定律 【知识梳理】 一、实验目的 1.学会用① 法研究物理规律。 2.验证牛顿第二定律。 3.掌握利用② 处理数据的方法。 二、实验原理 探究加...
验证牛顿第二定律实验
验证牛顿第二定律 15.(09·江苏物理·11) (10 分) “探究加速度与物体质量...小车的运动情况,实验中 获得一条纸带,如图所示,其中两相邻计数点间有四个点未...
实验四 验证牛顿运动定律
得得的世界贡献于2013-08-16 0.0分 (0人评价)暂无用户评价 我要评价 ...· 大纲全国高考)图 3-4-1 为验证牛顿第二定律实验装置示意图. 图中打点...
实验四 验证牛顿运动定律
在以 堂 学学 习案 内容 自主探究实验目的:1.学会用 2.验证牛顿第二定律....现在就登录>> 你可能喜欢©2013 Baidu 使用百度前必读 | 文库协议...
更多相关标签:
验证牛顿第二定律实验 | 验证牛顿运动定律实验 | 验证牛顿第二定律 | 牛顿第二定律的验证 | 验证牛顿运动定律 | 验证牛顿第二定律说课 | 牛顿第三定律实验视频 | 牛顿第二定律实验 |