专题九-实验验证牛顿第二定律.doc

专题十 实验 验证牛顿第二定律1、目的：验证牛顿第二定律（a = ）2、原理：控制变量法。（1）保证物体质量不变时，改变合外力大小，测出不同合外力的大小和对应加速度大小，得出加速度与合外力成正比关系。（2）保证物体合外力不变时，改变物体质量大小，测出不同质量和对应加速度大小，得出加速度与质量成反比的关系。从而验证了加速度与合外力成正比，与质量成反比。3、器材与装置：器材：带定滑轮的长木板、小车、平台、打点计时器、低压交流电源、纸带、细线、砂桶、天平。装置如图：4、实验步骤：(1)验证小车质量不变时，加速度与合外力成正比关系。（1）用天平测出小车和砝码的总质量.平衡摩擦：不挂砂桶，垫高长板右端，轻推小车，给小车一个初速，调长板倾角使小车匀速运动（或打出纸带上的点间隔均匀）按上图所示作好连接，先接通打点计时器电源，让打点计时器稳定打点后，再放开小车，取下纸带编出号码，天平测出砂和桶的总质量m，作好记录。改变砂的质量，重复步骤3。对纸带求加速度a和小车受的合力F（小车受的合力等于砂和桶的重力F=mg）。以合力F为横坐标，以加速度a为纵坐标，描点画出图象，当图象为过坐标原点的直线，便证明了加速度与合外力成正比。(2)验证小车合外力不变时，加速度与质量成反比。保证砂和桶的总质量m不变（合外力不变），改变小车上砝码来改变小车的质量，测出小车的不同质量和对应的加速度，把相应的小车质量和加速度填入表中。并算出小车质量的倒数。以 为横坐标，以加速度a为纵坐标，描点画出图象，当图象为过坐标原点的直线便证明了加速度与质量成正比。注意：平衡小车摩擦是为了消除摩擦对小车的合力的影响，使小车的合力等于细线对小车的拉力。使小车质量远大于砂和桶的总质量，是为了使细线的拉力等于砂和砂桶的总重力，这两措施是为了实验中，使小车的合外力等于砂和砂桶的总重力（F = mg），使得测合外力比较简单。如果用气垫导轨代替滑板就不用平衡小车摩擦力，如果在拉线与小车间加一个力的传感器，直接读出线对小车拉力就不用满足小车质量远大于砂和桶的总质量的条件。平衡小车摩擦时不能挂砂桶，改变小车质量不需要再平衡摩擦力。例1a、b、c、d四位同学做验证牛顿第二定律的实验，设小车质量和车上砝码质量之和为M，砂及砂桶的总质量为M，分别得出如图中a、b、c、d四个图线，其中图a、b、c是aF图线，图d是a图线，则以下说法中正确的是 （ ）Aa和b较好地把握了实验条件M mBc和d则没有把握好实验条件M m；a - F图线与F交于原点右侧表明f平衡不够，a - F图线与a交于原点上方，表明f平衡过甚；a - F图线过原点，表明 f 平衡恰当)例2（1）平衡小车的摩擦力； (2) m M ； (3) ACD；（4）C：平衡摩擦力时，长木板的倾角过大了；D：没有平衡摩擦力或木板的倾角过小。(5)去掉最开始的一个数据用分组法求加速度(0.4950.497m/s2均可)专题训练1略。2没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够；未满足拉车的砝码质量m远小于小车的质量M；在平衡摩擦力时，长木板的倾角过大，小车沿斜面向下的分力大于摩擦力，使尚未对小车施加拉力时，小车已有加速度。3（1）质量，小车受的合力。（2）质量一定时加速度与合外力成正比。4（1）B；(2)C；（3）0.42；要使砂和砂桶的重力mg近似等于小车所受合外力，首先要平衡摩擦力，然后还要满足m M。而平衡摩擦，不需挂砂桶，但要带纸带，故（1）选B，（2）选C。（3）用逐差法，求得。5 电火花；匀速直线运动（或均匀打点）； m M (或沙和沙桶的总质量远小于小车的质量) ；M(或小车的质量)； 0.95 ； 1.0。6(1)左；16.20；0.41；0.50。7（1）控制变量法，；（2）C；8解析与答案：（1）间距相等的点，线性；（2）远小于m，.设小车的质量为，则有，变形得，所以图象的斜率为，所以作用力，图象的截距为，所以。8