验证牛顿第二定律实验.docx

验证牛顿第二定律
15.(09·江苏物理·11)(10分)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸袋如图乙所示。,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=______m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)平衡摩擦力后,,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表:
砝码盘中砝码总重力F(N)





加速度a(m·s-2)





请根据实验数据作出a-F的关系图像.
(3)根据提供的试验数据作出的-F图线不通过原点,请说明主要原因。
答案: (1) () ;(2)(见图);(3)未计入砝码盘的重力。
解析:(1)处理匀变速直线运动中所打出的纸带,求解加速度用公式,关键弄清公式中各个量的物理意义,为连续相等时间内的位移差,t为连需相等的时间间隔,如果每5个点取一个点,则连续两点的时间间隔为t=,(-)m,带入可得加速度=。也可以使用最后一段和第二段的位移差求解,得加速度=.
(2)根据图中的数据,合理的设计横纵坐标的刻度值,使图线倾斜程度太小也不能太大,以与水平方向夹角45°左右为宜。由此确定F的范围从0设置到1N较合适,而a则从0到3m/s2较合适。设好刻度,根据数据确定个点的位置,将个点用一条直线连起来,延长交与坐标轴某一点。如图所示。
(3)处理图象问题要注意图线的斜率、交点、拐点、面积等意义,能正确理解这些量的意义则很多问题将会迎刃而解。与纵坐标相交而不过原点,该交点说明当不挂砝码时,小车仍由加速度,即绳对小车仍有拉力,从此拉力的来源考虑很容易得到答案,是因为砝码盘的重力,而在(2)问的图表中只给出了砝码的总重力,而没有考虑砝码盘的重力。
6.(07年海南卷)现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺。
⑴填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不
考虑摩擦力的影响):
①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2,记下所用的时间t。
②用米尺测量A1与A2之间的距离s,则小车的加速度a= 。
③用米尺测量A1相对于A2的高度h。设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力F= 。
④改变,重复上述测量。
⑤以h为横坐标,1/t2为纵坐标,根据实验数据作图。如能得到一条过原点的直线,则可验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。
⑵在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是:
①调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑。测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度h0。
②进行⑴中的各项测量。
③计算与作图时用(h-h0)代替h。
对此方案有以下几种评论意见:
。
,但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。
,小车所受摩擦力与斜面倾角有关。
其中合理的意见是。
答案:⑴②
③
④斜面倾角(或填h的数值)
⑵C
4.(汕头金山中学2008-2009学年第一学期高三期中考试)某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图.(所用交变电流的频率为50Hz)
(1)图(b)为某次实验得到的纸带,实验数据如图,图中相邻计数点之间还有4个点未画出,根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2.(保留三位有效数字)
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的,数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度a/m·s–2








小车质量m/kg








小车质量倒数








请在方格坐标纸中画出图线,
并从图线求出小车加速度a与质量倒数
之间的关系式是.
(3)保持小车质量不