1、,實(shí)驗(yàn)四：驗(yàn)證牛頓第二定律,牛頓運(yùn)動(dòng)定律,一、【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?定量分析a、F合、m的關(guān)系。,二、【實(shí)驗(yàn)原理】,研究方法 ： 控制變量法,BF一定時(shí)，a與m的定量關(guān)系,Am一定時(shí)，a與F的定量關(guān)系,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì): 參考方案一：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究,小車：,研究對象，可用天平稱其質(zhì)量M.,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：測量小車運(yùn)動(dòng)過程中的加速度a.,砝碼盤和砝碼：重力mg提供拉力,合力F=?,G,FN,F,f,平衡摩擦力：,G,G1,FN,f,G1平衡摩擦力 f。,當(dāng)M m時(shí)，可近似認(rèn)為小車所受的拉力T等于mg.,三、【實(shí)驗(yàn)器材】,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶及復(fù)寫紙，小車，一端附有滑輪的長木板，小盤和砝碼，細(xì)繩，低壓交流電源，導(dǎo)線，天

2、平，刻度尺,四、【實(shí)驗(yàn)步驟】,1用天平測出小車、砝碼的質(zhì)量M和小盤與砝碼的總質(zhì)量m，把數(shù)據(jù)記錄下來,2安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在小車上裝好紙帶，紙帶另一端穿過計(jì)時(shí)器限位孔，調(diào)整木板傾斜程度，平衡摩擦力。,【實(shí)驗(yàn)步驟】,3控制小車質(zhì)量不變，用細(xì)線將小盤與小車相連（小盤質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量），打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放小車，測出一組數(shù)據(jù)。,4改變小盤內(nèi)砝碼個(gè)數(shù)，多測幾組數(shù)據(jù)。 算出每條紙帶對應(yīng)的加速度的值，填入表格（一）中。,5保持小盤內(nèi)砝碼個(gè)數(shù)不變，改變小車質(zhì)量，再測幾組數(shù)據(jù)。 并將對應(yīng)的質(zhì)量和加速度的值，填入表格（二）中。,五、【數(shù)據(jù)處理】,1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄處理：m一定，a與F關(guān)系,0.10 0.146,0.

3、20 0.302,0.30 0.428,0.40 0.592,0.50 0.751,如何更直觀地處理數(shù)據(jù)？,結(jié)論：m一定時(shí)， aF,【數(shù)據(jù)處理】,2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄處理：F一定，a與 m的關(guān)系,結(jié)論：F一定時(shí)， a1/m,六、【注意事項(xiàng)】,1在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤的細(xì)線系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動(dòng),2每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出只有如此，小車受到的拉力才可視為等于小盤和砝碼的總重力,3改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車,

4、【注意事項(xiàng)】,4作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)分布在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線兩側(cè),5作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要選擇適當(dāng)，各量須采用國際單位這樣作圖線時(shí)，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過密，誤差會(huì)小些,七、【誤差來源】,1測量誤差： （1）質(zhì)量的測量 （2）打點(diǎn)間隔距離的測量,2操作誤差： （1）拉線或紙帶不與木板平行 （2）傾斜角度不當(dāng)，平衡摩擦力不準(zhǔn),3原理誤差： 本實(shí)驗(yàn)中用小盤和砝碼的總重力代替小車受到的拉力(實(shí)際上小車受到的拉力要小于小盤和砝碼的總重力)，存在系統(tǒng)誤差.,實(shí)驗(yàn)誤差分析,（1）,【練31】在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖（1）所示，有兩位同學(xué)通過測量作出aF

5、圖象，如下圖（2）所示甲、乙中的A、B圖線試分析：,（2）,A圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是_ _；A圖線上部彎曲的原因是_。,沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠,未滿足盤和砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量,B圖線在縱軸上有截距的原因是？,平衡摩擦力時(shí)，長木板傾角過大，小車沿斜面向下分力大于摩擦力，使尚未對小車施加力時(shí)，小車已有加速度,【題5】為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)其中G1、G2為兩個(gè)光電門，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連，當(dāng)滑行器通過G1、G2光電門時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間t1、t2都可以被測量并記錄，滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引

6、砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問題：,(1)實(shí)驗(yàn)開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加 其他儀器的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？,解析：(1)如果氣墊導(dǎo)軌水平，則不掛砝碼時(shí)，M應(yīng)能在任意位置靜止不動(dòng)，或推動(dòng)M后能使M勻速運(yùn)動(dòng)(t1= t2) ,直接測量光電門,(2)若取M0.4 kg，改變m的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下m的取值不合適的一個(gè)是_ Am15 gBm215 g Cm340 g Dm4400 g,解析： (2)應(yīng)滿足Mm，故m4400 g不合適,D,(3)在此實(shí)驗(yàn)中，需要測得每一個(gè)牽引力對應(yīng)的加速度，求得的加速度的表達(dá)式為_,由：v1D/t1， v2D/t2， v22v122ax,可得：,直接測量光電門,小結(jié)：明確幾個(gè)問題,1怎么設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?,（1）測量哪些量?,（2）怎么測量?,a、F合、m,m：,a：,F合：,天平,求出物體所受的合力,2如何由實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論?,數(shù)據(jù)處理：