牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)總結(jié)、習(xí)題(含答案)

1、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證牛頓第二定律【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹框?yàn)證牛頓第二定律，就是驗(yàn)證：（1）物體質(zhì)量一定時(shí)，加速度與合外力成正比；（2）合外力一定時(shí)，物體的加速度與質(zhì)量成反比?！緦?shí)驗(yàn)原理】1、保持研究對象（小車）的質(zhì)量（M）不變，改變砂桶內(nèi)砂的質(zhì)量（m）,即改變牽引力測出小車的對應(yīng)加速度，用圖像法驗(yàn)證加速度是否正比于作用力。2、保持砂桶內(nèi)砂的質(zhì)量（m）不變，改變研究對象的質(zhì)量（M）,即往小車內(nèi)加減祛碼，測出小車對應(yīng)的加速度，用圖像法驗(yàn)證加速度是否反比于質(zhì)量。【實(shí)驗(yàn)器材】附有定滑輪的長木板、薄木墊、小車、細(xì)線、小桶及砂、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平（帶一套祛碼）、毫米刻度尺、紙帶及復(fù)寫紙等。I.【實(shí)驗(yàn)步驟】淼%

2、甚:1、用天平測出小車和小桶的質(zhì)量M0和m3,并記錄©數(shù)值；砂抑2、按照要求安裝實(shí)驗(yàn)器材，此時(shí)不把懸掛小桶用的細(xì)繩系在車上，即不給小車加牽引力；3、平衡摩擦力，在長木板不帶定滑輪的一端下面墊薄木板，并反復(fù)移動其位置，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后，小車在斜面上的運(yùn)動可以保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)為止。4、記錄小車及車內(nèi)所加祛碼的質(zhì)量；稱好砂子后將砂倒入小桶，把細(xì)繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛小桶；此時(shí)要調(diào)整定滑輪的高度使繩與木板平行；接通電源，放開小車，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打好點(diǎn)后，取下紙帶，做好標(biāo)記。5、保持小車的總質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量（均要用天平稱量），按步驟4中方法打好紙帶，做好標(biāo)記。6、

3、在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，分別計(jì)算出加速度值。7、用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示作用力（即砂和砂桶的總重力mg）,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出相應(yīng)的點(diǎn)，如果這些點(diǎn)在一條直線上，便證明了質(zhì)量一定的情況下，加速度與合外力成正比。8、保持砂和桶的質(zhì)量不變，在小車上加祛碼（需記錄好數(shù)據(jù)），重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)步驟，求出相應(yīng)的加速度，用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示小車及祛碼的總質(zhì)量的倒數(shù)M1-,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出相應(yīng)的點(diǎn)，如果這些點(diǎn)在一條直線上，就證明了合外力一定的情況下，加速度與質(zhì)量成反比?！咀⒁馐马?xiàng)】1、實(shí)驗(yàn)中始終要求砂和砂桶的總質(zhì)量（m）遠(yuǎn)小于小車和祛碼的總質(zhì)量（M）,一般情況下要滿足10m<Mo只有

4、這樣，砂和砂桶的總重力才能視為小車所受的拉力。2、平衡摩擦力時(shí)不要掛小桶，但小車要掛紙帶并接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；有兩個作用：一是從紙帶上打出的點(diǎn)子來判斷小車是否勻速運(yùn)動，二是在平衡摩擦力時(shí)也要平衡振針和紙帶之間的摩擦（如果使用電火花計(jì)時(shí)器，該摩擦可以忽略）。平衡摩擦力是使小車重力沿斜面的分力與小車運(yùn)動時(shí)所受到的所有摩擦力相平衡。3、小車每次釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且先接通電源再釋放小車；小車停止運(yùn)動前應(yīng)按住小車。4、由于aM圖像是一條曲線，難以判斷a和M之間的函數(shù)關(guān)系，從而難以確定a與M的定量關(guān)系。從已知的理論看，a-2圖像應(yīng)該是一條直線，為了便于對實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出直觀判斷，本實(shí)驗(yàn)中作a圖像，而不是作a

5、M圖像。MM重要方法與技巧【實(shí)驗(yàn)誤差分析】本實(shí)驗(yàn)除了實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)條件、操作過程、數(shù)據(jù)處理帶來誤差外，更主要是分析實(shí)驗(yàn)原理帶來的誤差;本實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為：細(xì)繩的拉力等于砂和砂桶的重力,即：T=mg；是實(shí)驗(yàn)原理引起誤差的根本原因。T=MM-mg='mg；要使T=mg,必須滿足的條件是：M>>m。m1+M【實(shí)驗(yàn)圖像分析】物理中看圖像，一看曲直、二看斜率、三看交點(diǎn)、四看面積，并能對他們賦予一定的物理意義。1、本實(shí)驗(yàn)圖像彎曲是必然的，并且是向下彎曲；2、圖像彎曲的程度由年的大小確定，只有當(dāng)M>>m時(shí)，圖像近似于直線。3、圖像斜率的物理意義：11當(dāng)M一定時(shí)，aF圖像中，a=M1

6、F;其斜率為七；即aF圖像的斜率為小車質(zhì)量的倒數(shù)。當(dāng)F一定時(shí)，a'圖像中，a=FM；其斜率為F;即a3圖像的斜率為砂和砂桶的重力。4、圖像是否過原點(diǎn)一反映平衡摩擦力的情況。經(jīng)典例題解與評【例題1】如圖所示，A、B兩條直線是在A、B兩地分別用豎直向上的力F拉質(zhì)量分別為mA、mB的物體得出的兩個加速度a與力F的關(guān)系圖線，由圖線分析可知BA.兩地的重力加速度gA>9b；B.mA<mB;C.兩地的重力加速度gA<gB；D.mA>mB；【解析】由牛頓第二定律得：F-mg=ma，則：a=*g；在a-F圖象中,斜率為1,由圖象可知:11>，即：mA<mB；mAmB

7、由函數(shù)關(guān)系知，aF圖象在縱軸上的截距表示重力加速度大小，則gA=gBo【練習(xí)11在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，在研究加速度a與小車的質(zhì)量M的關(guān)系時(shí)，由于沒有注意始終滿足M>>m的條件，結(jié)果得到的圖象應(yīng)是下圖中的【D】習(xí)題1 .關(guān)于驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律的實(shí)驗(yàn)，下列說法中符合實(shí)際情形的是【D】A.通過同時(shí)改變小車的質(zhì)量m及受到的拉力F的研究，能歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系B.通過保持小車質(zhì)量不變，只改變小車的拉力的研究，就可以歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系C.通過保持小車受力不變，只改變小車質(zhì)量的研究，就可以得出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系D.先不改變小車質(zhì)量，研

8、究加速度與力的關(guān)系；再不改變力，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系2.在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和小車來做驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說法中正確的是BCDA.平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將祛碼盤及盤內(nèi)祛碼通過定滑輪拴在小車上B.連接祛碼盤和小車的細(xì)繩應(yīng)跟長木板保持平行C.平衡摩擦力后，長木板的位置不能移動D.小車釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且應(yīng)先接電源再釋放小車7.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，如圖所示，圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖(交流電的頻率為50Hz),瞥產(chǎn)案箱聊運(yùn)動方向臺單位：cm砂桶甲乙(1)圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為m/s2。(保留兩位有效數(shù)字)1a與質(zhì)重m及對應(yīng)的m；數(shù)據(jù)如下表:實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345678小車加速度a/m-s21.901.721.491.251.000.750.500.30小車質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.671-1