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1、1验证牛顿第二运动定律 【实验目的】 验证牛顿第二运动定律，即质量一定时，加速度与作用 力成正比；作用力一定时，加速度与质量成反比。【实验原理】 1保持研究对象的质量不变，改变砂的质量，即改变牵引力，用电磁打点计时器测出 运动的加速度，用图象法验证加速度是否正比于作用力。 2保持砂的质量不变，改变研究对象的质量，用电磁打点计时器测出运动的加速度， 用图象法验证加速度是否反比于质量。【实验器材】 打点计时器；纸带及复写纸片；小车；附有定滑轮的长木板；小桶；细绳；砂；低压电 源；两根导线；学生天平(带有一套砝码)；刻度尺；砝码。【实验步骤】 (1)用天平测出小车和小桶的质量 M 和 M，把数值记录
2、下来，在小车上加放砝码，小桶 里放入适量的砂，使小桶和砂的总质量远小于小车和砝码的总质量，把砝码和砂的质量 m 和 m记录下来。 (2)把实验器材安装好，注意不要把悬挂小桶用的细绳系在车上，即不给小车加牵引力。 (3)平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫一块本板，反复移动木板的位置， 直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态。这时，小车拖着纸带运动时受到 的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在沿斜面方向上的分力平衡。 (4)把细绳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 打下一系列的点。取下纸带。在纸带上标上纸带号码。 (5)保持小车的质量不变，改变砂的质量
3、，即改变小车的牵引力，再做几次实验。在实验 中一定要使砂和小桶的质量远小于小车和砝码的质量。 (6)在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，按照必修课实验“测定匀变速直线运动的 加速度”那样，标明记数点，测量记数点间的距离，算出每条纸带加速度的值。 (7)把各次实验中的数据填入自制表格表一内，作用力的大小等于砂和小桶的重力(M+m) g，用纵坐标表示加速度 a，横坐标表示作用力，根据实验结果在方格纸上画出 aF 图 线，如果图线是一条倾斜直线，便证明了加速度与作用力成正比。 (8)保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验。把各次实验的数据 填入自制表格表二内，用纵坐标表示加速度
4、a 横坐标线是一条倾斜直线，就证明了加速 度与质量成反比。【注意事项】 使砂和小桶的总质量远远小于小车和砝码的总质量。 平衡摩擦力时不要挂小桶，应连着纸带，且接通电源。判断小车是否作匀速直线运动2时可用直接观察法，也可用打点计时器打出的纸带判定(各点间间距相等)。 小车应靠近打点计时器，且接通电源后才放手。1.某学生做“验证牛顿第二定律”的实验在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高， 使得倾角偏大。他所得到的 a-F 关系可用下列哪根图线表示？图中 a 是小车的加速度， F 是细线作用于小车的拉力。答：_2.一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下， 如图所示打
5、出的纸带的一段如图所示（1）已知打点计时器使用的交流电频率为 50HZ，利用纸带图给出的数据可求出小车下 滑的加速度 a= （2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有 。 用测得的量及加速度 a 表示阻力的计算式为 f= 3.某组同学设计了“探究加速度与物体所受合力及质量的关系”实验图（aFm）为实验装置简图，A 为小车，B 为电火花计时器，C 为装有细砂的小桶，D 为一端a带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力等于细砂和小桶的总重量，小F车运动的加速度可用纸带上打出的点求得a图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为 50Hz根据纸带可求出小车的加速度
6、大小为 m/s2 （结果保留二位有效数字）在“探究加速度与质量的关系”时，保持细砂和小桶质量不变，改变小车质量am，分别记录小车加速度与其质量的数据在分析处理数据时，该组同学产生分mam歧：甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度与其质量的图象乙同am学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度与其质量倒数的图象两位同am1学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如下图所示）3你认为同学 （填“甲” 、 “乙” ）的方案更合理请继续帮助该同学作出坐标系中的图象在“探究加速度与合力的关系”时，保持小车的质量不变，aF改变小桶中细砂的质量，该同学根据实验数据作出了
7、加速度与a合力的图线如图（） ，该图线不通过坐标原点，试分析图线不Fc通过坐标原点的原因答： 4.某同学采用如图所示的装置验证规律：“物体质量一定，其加速度与所受合力成正 比” 。 a按图 3 把实验器材安装好，不挂配重， 反复移动垫木直到小车做匀速直线运动； b把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂 配重，接通电源，放开小车，打点计时器在 被小车带动的纸带上打下一系列点，取下纸 带，在纸带上写上编号； c保持小车的质量 M 不变，多次改变配 重的质量 m，再重复步骤 b； d算出每条纸带对应的加速度的值； e用纵坐标表示加速度 a，横坐标表示配重受的重力 mg（作为小车受到的合力 F） ，作 出
8、aF 图象。(c)Fa0纸带 打点计时器图 3配重垫木0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.01.51.00.5甲同学方案0 1.0 2.0 3.0 4.0 2.01.51.00.5乙同学方案11/mkg m/kg-2/m sa-2/m sa4 在步骤 d 中，该同学是采用 vt 图象来求加速度的。图 4 为实验中打出的一条纸 带的一部分，纸带上标出了连续的 3 个计数点，依次为 B、C、D，相邻计数点之间还有 4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为 50Hz 的交流电源上。打点计时器打 C 点时， 小车的速度为 m/s； 其余各点的速度都标在了 vt 坐标系中，如图 5 所示。t=0.1
9、0s 时，打点计时器 恰好打 B 点。请你将中所得结果标在图 5 所示的坐标系中，并作出小车运动的 vt 图 线；利用图线求出小车此次运动的加速度 a = _m/s2； 最终该同学所得小车运动的 aF 图线如图 6 所示，从图中我们看出图线是一条 经过原点的直线。根据图线可以确定下列说法中不正确不正确的是 A本实验中小车质量一定时，其加速度与所受合力成正比 B小车的加速度可能大于重力加速度 g C可以确定小车的质量约为 0.50kg D实验中配重的质量 m 远小于小车的质量 M图 43cm456789101112131415BCDt/sv/(ms-1)图 500.10.20.30.40.51.00.20.40.60.800.10.20.30.20.4F/Na/(ms-2)图 6t/sv/(ms-1)图 500.10.20.30.40.51.00.20.40.60.800.10.20.30.20.4F/Na/(ms-2)图 6
