一、【实验器材】

附有定滑轮的长木板、薄木垫、小车、细线、小桶及砂、打点计时器、低压交流电源、导线、天平(带一套砝码)、毫米刻度尺、纸带及复写纸等。

高中物理验证牛顿第二定律(高中物理实验专题)(1)

二、【实验步骤】

1、用天平测出小车和小桶的质量M0和m0,并记录数值;

2、按照要求安装实验器材,此时不把悬挂小桶用的细绳系在车上,即不给小车加牵引力;

3、平衡摩擦力,在长木板不带定滑轮的一端下面垫薄木板,并反复移动其位置,直到打点计时器正常工作后,小车在斜面上的运动可以保持匀速直线运动状态为止。

4、记录小车及车内所加砝码的质量;称好砂子后将砂倒入小桶,把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小桶;此时要调整滑轮的高度使绳与木板平行;接通电源,放开小车,待打点计时器在纸带上打好点后,取下纸带,做好标记。

5、保持小车的总质量不变,改变砂的质量(均要用天平称量),按步骤4种方法打好纸带,做好标记。

6、在每条纸带上选取一段比较理想的部分,分别计算出加速度值。

7、用纵坐标表示加速度,横坐标表示作用力(即砂和砂桶的总重力mg),根据实验结果画出相应的点,如果这些点在一条直线上,便证明了质量一定的情况下,加速度与合外力成正比。

8、保持砂和桶的质量不变,在小车上加砝码(需记录好数据),重复上面的实验步骤,求出相应的加速度,用纵坐标表示加速度,横坐标表示小车及砝码的总质量的倒数M(1),根据实验结果画出相应的点,如果这些点在一条直线上,就证明了合外力一定的情况下,加速度与质量成反比。

高中物理验证牛顿第二定律(高中物理实验专题)(2)

三、【注意事项】

1、实验中始终要求砂和砂桶的总质量(m)远小于小车和砝码的总质量(M),一般情况下要满足10m<M。只有这样,砂和砂桶的总重力才能视为小车所受的拉力。

2、平衡摩擦力时不要挂小桶,但小车要挂纸带并接通打点计时器;有两个作用:一是从纸带上打出的点子来判断小车是否匀速运动,二是在平衡摩擦力时也要平衡振针和纸带之间的摩擦(如果使用电火花计时器,该摩擦可以忽略)。平衡摩擦力是使小车重力沿斜面的分力与小车运动时所受到的所有摩擦力相平衡。

3、在每次打过点的纸带上,都要注明小车的质量和拉力数值,以免在分析数据时造成错误。

4、小车每次释放前应靠近打点计时器,且先接通电源再释放小车;小车停止运动前应按住小车。

高中物理验证牛顿第二定律(高中物理实验专题)(3)

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