考点直击 验证牛顿第二定律 命中考题的根本

考点直击 验证牛顿第二定律 命中考题的根本

[实验目的]

验证牛顿第二定律。

[实验原理]

1.如图所示装置,保持小车质量不变,改变小桶内砂的质量,从而改变细线对小车的牵引力,测出小车的对应加速度,作出加速度和力的关系图线,验证加速度是否与外力成正比。

图示

2.保持小桶和砂的质量不变,在小车上加减砝码,改变小车的质量,测出小车的对应加速度,作出加速度和质量倒数的关系图线,验证加速度是否与质量成反比。

[实验器材]

小车、砝码、小桶、砂、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、托盘天平及砝码、米尺。

[实验步骤]

1.用天平测出小车和小桶的质量M和M′,把数据记录下来。

2.按如图装置把实验器材安装好,只是不把挂小桶用的细线系在小车上,即不给小车加牵引力。(https://www.daowen.com)

3.平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木,反复移动垫木的位置,直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态(可以从纸带上打的点是否均匀来判断)。

4.在小车上加放砝码,小桶里放入适量的砂,把砝码和砂的质量m和m′记录下来。把细线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点,取下纸带,在纸带上写上编号。

5.保持小车的质量不变,改变砂的质量(要用天平称量),按步骤4再做5次实验。

6.算出每条纸带对应的加速度的值。

7.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示作用力,即砂和桶的总重力(M′+m′)g,根据实验结果在坐标平面上描出相应的点,作图线。若图线为一条过原点的直线,就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。

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,并做好记录,求出相应的加速度,用纵坐标表示加速度a,横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数图示,在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作图线,若图线为一条过原点的直线,就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比。

[注意事项]

1.砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的图示

2.在平衡摩擦力时,不要悬挂小桶,但小车应连着纸带且接通电源。用手给小车一个初速度,如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的,表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。

3.作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点,不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧,但如遇个别特别偏离的点可舍去。