驗證牛頓第二定律的物理實驗

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中物理 來源: 高中學習網(wǎng)

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【實驗目的】

研究質量一定時,小車的加速度與所受拉力的關系;作用力一定時,加速度和小車的質量的關系。即驗證牛頓第二定律。

【實驗原理】

研究的對象是圖中所示的小車。小車前端拴著細繩,細繩跨過定滑輪,下面吊一個小桶,桶內裝砂。知道了砂和小桶的總質量,可以算出它們的總重量。當滿足小車及車上的砝碼的總質量遠大于砂和小桶的總質量條件時,可以把砂桶的總重量近似當作細繩對小車的拉力。小車在繩的拉力作用下,在長木板上運動時,用打點計時器把小車的運動情況記錄下來,求出加速度,就可以研究小車的加速度跟受力大小的關系以盡加速度跟小車的質量(包括車上祛碼的質量)的關系。

實驗圖

【實驗器材】

電火花計時器或電磁打點計時器,一端附有滑輪的長木板,小車,、紙帶,細繩,砝碼,砂桶,砂,導線,電源,刻度尺,天平。

【實驗步驟】

1.在質量不變的情況下,研究加速度與作用力的關系。

(l)平衡小車與長木板間的摩舞力,在長木板的不帶定滑輪的,端下面墊一塊木板,使長木板成為一個斜面,反復移動所墊木板的位置使小車在斜面上座勻速直線運動。

(2)用天平測量小車的質量M,小桶及砂的質量M',并記錄下來。在小車上放琺碼,小桶

里放入適量的砂子,使小桶和砂的總質量遠小于小車和砝碼的總質量,把祛碼和砂的質量m和m'記錄下來。

(3)把細繩系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶。接通電源,放開小車讓小車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一列小點。取下紙帶,在紙帶上標上紙帶號碼。保持小車的質量不變,改變砂的質量,即改變對小車的拉力,再做幾次實驗。在實驗中一定要使砂和小桶的質量遠小于小車和砝碼的質量。

(4)在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分,標明記數(shù)點,測出記數(shù)點間的距離,求出每條紙帶的加速度的值。

(5)把各次實驗中的數(shù)據(jù)填入表內。作用力F的大小等于砂和小桶的總重量(M'+m')g用縱坐標表示加速度a,橫坐標表示作用力F,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標平面上畫出相應的點。如果在實驗誤差范圍內,這些點是在一條通過原點的直線上,就證明加速度與作用力成正比。

表格

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