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1、驗證牛頓第二定律》實驗 【重點知識提示】 1．實驗目的、原理 實驗目的驗證牛頓第二定律，即物體的質(zhì)量一定時，加速度與作用力成正比；作用力一定 時，加速度與 質(zhì)量成反比．實驗原理：利用砂及砂桶通過細線牽引小車做加速運動的方法，采用控制變量法 研究上述兩組 關(guān)系.如圖4—6所示，通過適當?shù)恼{(diào)節(jié)，使小車所受的阻力忽略，當M和m做加速運動時，可 以得到 mM a 二 g T 二 mg ? M + m M + m 當 M>>m 時，可近似認為小車所受的拉力 T 等于 mg． 2．平．衡．摩．擦．力．：在長木板的不帶滑輪的 一端下面墊上一塊薄木板，反復 移動其位置， 直至后面的紙帶連好

2、并不掛砂桶的小車剛好在斜面上保持勻速 運動為止 3 ．注意事項 該實驗原理中T= mg -冊：m，可見要在每次實驗中均要求M>>m，只有這樣，才能使牽引小 車的牽引力近似等于砂及砂桶的重力． 在平衡摩擦力時，墊起的物體的位置要適當，長木板形 成的傾角既不能太大也不能太小，同時每次改變M時，不再重復平衡摩擦力. 【例 1】 在《驗證牛頓第二定律》的實驗中，在研究作用力一定時加速度與質(zhì)量成反比的結(jié) 論時，下列說法中錯誤的是 （ ） A. 平衡摩擦力時，應將裝砂的小桶用細繩通過定滑輪系在小車上 B. 每次改變小車質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力 C. 實驗時，先放開小車，再接通打點計時器電

3、源 D. 小車運動的加速度，可從天平測出裝砂小桶和砂的質(zhì)量m及小車質(zhì)量M,直接用公式 a二 求出（m<

4、/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），在驗證質(zhì)量一定時 加速度以和合外力F的關(guān)系時，某學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖4—8（b）所示的a-F、圖象，其 原因是 . 【能力跟蹤訓練】 1 ．在《驗證牛頓第二定律》的實驗中，當小車質(zhì)量 M 不變時， a-F 圖象如圖 4 — 9 所示，則小車質(zhì)量 M= . 2 ． a 、 b 、 c 、 d 四位同學做《驗證牛頓第二定律》的實驗，設小車 質(zhì)量和車上砝碼質(zhì)量之和為M,砂及砂桶的總質(zhì)量為M,分別得出如圖 4—10中a、b、c、d 一四個圖線，其中圖a、b、c是a-F圖線，圖d是a 一 1/M圖線，則以下 說法中正確的是 ( ) A．a(chǎn) 和 b

5、 較好地把握了實驗條件 M>>m B．c 和 d 則沒有把握好實驗條件 M>>m C. a同學長木板的傾角太小，而b同學長木板角度太大 D. a、b、c三同學中，c同學較好地完成了平衡摩擦力的操作 圖 4-10 3. 用斜面、小車、砂桶、砝碼等器材做《驗證牛頓第二定律》的實驗，如圖 4—11 為實驗中打出的一條紙帶，相鄰記數(shù)點的時間間隔為T,且間距s、s、…、s已量出： 1 2 6 (1) 請寫出三個不同的計算加速度的表達式； (2) 如圖4—12是某同學根據(jù)測量的數(shù)據(jù)畫出的a 一 F圖線，表明實驗的問題 4. 在《驗證牛頓第二定律》實驗中，下面的說法中正確的是 ()

6、 A. 平衡摩擦力時，小桶應用細線通過法滑輪系在小車上，但小桶內(nèi)不能裝砂 B. 實驗中應始終保持小車和砝碼的質(zhì)量遠大于砂和小桶的質(zhì)量 C. 實驗中如用縱坐標表示加速度，用橫坐標表示小車和車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量，描出相應的點 在一條直線上，即可證明加速度與質(zhì)量成反比 D. 平衡摩擦力時，小車后面的紙帶必須連好，因為運動過程中紙帶也要受到阻力 和平街一中2018年高一級物理----期末復習 5. 關(guān)于驗證牛頓第二定律的實驗，下列說法中符合實際的是 。 A. 通過同時改變小車的質(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

7、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， 最后歸納出速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系 6. 在做“驗證第二運動定律的實驗”時，首先要細心地調(diào)整裝置，以使小車做勻速運動， 然后才進行實驗，這樣做的目的何在： A.平衡摩擦力 B.方便實驗 C.減小摩擦力 D.增大阻力 7. 做“驗證牛頓第二定律”實驗時，按實驗要求裝置好器材后，應按一定的步驟進行實驗， 下列給出供選擇的操作步驟。 A. 保持小桶和

8、砂的質(zhì)量不變，在小車里加砝碼，測出加速度，重復幾次 B. 保持小車質(zhì)量不變，改變小桶里砂子的質(zhì)量，測出加速度，重復幾次 C. 用天平測出小車和砂子的質(zhì)量 D. 在長木板沒有定滑輪的一端墊上厚度合適的墊木，平衡摩擦力 E. 根據(jù)測岀的數(shù)據(jù)，分別畫岀「F和一尋圖線 F. 用秒表測出小車運動的時間 G. 將裝有砂子的小桶用細線通過定滑輪系到小車上，接通電源，釋放小車，在紙帶上打出 一系列的點 以上步驟中，不必要的步驟是 ，正確步驟的合理順序是 （填寫代表字母）。 8. 用打點計時器記錄紙帶運動的時間，計時器所用的電源的頻率為50Hz。圖1-10為做勻 變速直線運動的小車帶動的紙帶上記

9、錄的一些點，在每相鄰的兩個點中間都有四個點未畫出， 按時間順序取0、1、2、3、4、5六個點，用米尺量出1、2、3、4、5點到0點的距離分別是（單 位：cm）： 8.78，16.08，21.87，26.16, 28.94。 由此測出小車加速度的大小為___—_m/ s2,方向—____。 0 12 3 4 5 *■*■*■*■* + * * * * ? ? ? ? 4- * ? ? ? ? 團 3-10 驗證牛頓第二定律》答案 1、0. 71kg(小車質(zhì)量研由a-F圖線的倒數(shù) 確定．) 2、 A、B、C、D (圖線為直線，表明M》m； a-F圖線與F交于原點右側(cè)表 明f平衡不夠，a-F圖線與a交于原點上方，表明f平衡過甚；a-F圖 線過原點，表明f平衡恰當.) s - s s - s (s + s + s ) - (s + s + s ) 3、 (1) a 二 1 a 二— i a 二 6 5 4 3 2 1 ； T 2 3T 2 9T 2 (2) 沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠. 4、 B、D(M〉〉m是為了減小系統(tǒng)誤差.平衡摩擦力時必須將小車后面的紙帶連好). 5、 D； 6、 A； 7、 F；CDGBAE；