验证牛顿第二定律实验

专题十实验验证牛顿第二定律1、目的：验证牛顿第二定律（a = F m）2、原理：控制变量法。

（1）保证物体质量不变时，改变合外力大小，测出不同合外力的大小和对应加速度大小，得出加速度与合外力成正比关系。

（2）保证物体合外力不变时，改变物体质量大小，测出不同质量和对应加速度大小，得出加速度与质量成反比的关系。

从而验证了加速度与合外力成正比，与质量成反比。

3、器材与装置：器材：带定滑轮的长木板、小车、平台、打点计时器、低压交流电源、纸带、细线、砂桶、天平。

装置如图：4、实验步骤：(1)验证小车质量不变时，加速度与合外力成正比关系。

①（1）用天平测出小车和砝码的总质量.②平衡摩擦：不挂砂桶，垫高长板右端，轻推小车，给小车一个初速，调长板倾角使小车匀速运动（或打出纸带上的点间隔均匀）③按上图所示作好连接，先接通打点计时器电源，让打点计时器稳定打点后，再放开小车，取下纸带编出号码，天平测出砂和桶的总质量m，作好记录。

④改变砂的质量，重复步骤3。

⑤对纸带求加速度a和小车受的合力F（小车受的合力等于砂和桶的重力F=mg）。

⑥以合力F为横坐标，以加速度a为纵坐标，描点画出图象，当图象为过坐标原点的直线，便证明了加速度与合外力成正比。

(2)验证小车合外力不变时，加速度与质量成反比。

⑦保证砂和桶的总质量m不变（合外力不变），改变小车上砝码来改变小车的质量，测出小车的不同质量和对应的加速度，把相应的小车质量和加速度填入表中。

并算出小车质量的倒数1 M。

⑧以1M为横坐标，以加速度a为纵坐标，描点画出图象，当图象为过坐标原点的直线便证明了加速度与质量成正比。

注意：①平衡小车摩擦是为了消除摩擦对小车的合力的影响，使小车的合力等于细线对小车的拉力。

使小车质量远大于砂和桶的总质量，是为了使细线的拉力等于砂和砂桶的总重力，这两措施是为了实验中，使小车的合外力等于砂和砂桶的总重力（F = mg），使得测合外力比较简单。

如果用气垫导轨代替滑板就不用平衡小车摩擦力，如果在拉线与小车间加一个力的传感器，直接读出线对小车拉力就不用满足小车质量远大于砂和桶的总质量的条件。

牛顿第二定律的验证实验牛顿第二定律是经典力学的基础定律之一，它描述了物体的运动与外力之间的关系。

根据牛顿第二定律，物体所受的净力等于物体质量与加速度的乘积，即F=ma，其中F是物体所受的净力，m是物体的质量，a是物体的加速度。

为了验证牛顿第二定律，我们可以进行如下的实验。

首先，我们需要准备一台平滑的、无摩擦的水平桌面。

在桌面上放置一块光滑的小物体，比如一个小木块。

然后，我们需要一个弹性绳，一段绳子的一端绑在小木块上，另一端则固定在桌子上的一个固定点。

还需要一个质量盘，可以向小木块施加一个恒定的水平拉力。

接下来，我们需要测量小木块的质量，并记录下来。

然后，我们需要测量质量盘的质量，并记录下来。

根据牛顿第二定律的公式F=ma，我们可以解出所需施加的净力F。

接下来，我们开始实验。

首先，我们在质量盘上加上一个适当的质量，使其施加的拉力F恒定不变。

然后，我们可以用一个计时器来测量小木块从静止开始加速到一定速度所经过的时间。

记录下测量结果。

通过测量小木块的加速度，我们可以使用牛顿第二定律的公式F=ma来计算施加在小木块上的净力。

比如，如果小木块的质量为m，加速度为a，那么净力F=ma。

将这个净力与之前计算得到的净力值进行比较，如果两个净力值非常接近，那就可以说明牛顿第二定律被验证了。

为了提高实验的准确性，我们可以重复多次实验，并计算出它们的平均值。

还可以通过增加或减小施加在小木块上的质量盘的质量来改变净力的大小，以验证牛顿第二定律在不同净力条件下的可靠性。

这个实验不仅验证了牛顿第二定律，还给我们提供了一种测量物体质量和加速度的方法。

同时，还可以通过施加不同大小的外力，研究物体质量、加速度和净力之间的关系，进一步深入理解牛顿第二定律。

在实际应用中，牛顿第二定律的验证对于物理学、工程学等领域具有重要意义。

例如，在汽车行驶过程中，通过测量车辆的一些参数，如质量、加速度和施加在车辆上的净力，可以得到车辆的动力学特性，进而优化车辆设计，提高行驶的安全性和舒适性。

牛顿第二定律的实验引言：牛顿第二定律是经典力学中的重要定律之一，它表明物体的加速度与作用于物体上的力成正比，与物体的质量成反比。

为了验证牛顿第二定律，科学家们进行了许多实验。

本文将介绍其中几个经典的牛顿第二定律实验，并解释实验结果与定律之间的关系。

实验一：斜面实验在斜面实验中，我们将一块小木块放在一个倾斜的平面上。

通过测量木块下滑的加速度和斜面的倾角，可以验证牛顿第二定律。

实验装置：- 斜面：具有一定倾角的平面。

- 小木块：质量为m的物体。

- 测量工具：包括测量斜面倾角的仪器和测量小木块加速度的装置。

实验步骤：1. 调整斜面的倾角，确保斜面保持稳定。

2. 将小木块放在斜面的顶端，并松开。

3. 记录木块下滑的时间t。

4. 根据木块的下滑距离和时间，计算出木块的加速度a。

实验结果：根据实验数据的分析，我们可以得到木块的加速度与斜面倾角成正比。

这与牛顿第二定律的预测相符，即物体的加速度与作用于物体上的力成正比。

实验二：弹簧实验在弹簧实验中，我们将一块质量为m的物体挂在弹簧上，并通过测量弹簧的伸长量和物体的加速度来验证牛顿第二定律。

实验装置：- 弹簧：具有一定的弹性系数。

- 物体：质量为m的物体。

- 测量工具：包括测量弹簧伸长量和物体加速度的装置。

实验步骤：1. 将物体挂在弹簧上，使其达到平衡位置。

2. 施加一个水平方向的力F，使物体开始运动。

3. 记录物体的加速度a和弹簧的伸长量x。

4. 根据弹簧的弹性系数k和伸长量x，计算出物体所受的力F。

实验结果：实验数据的分析显示，物体的加速度与所受的力成正比。

这与牛顿第二定律的预测一致，即物体的加速度与作用于物体上的力成正比。

实验三：自由落体实验在自由落体实验中，我们通过测量物体自由下落的加速度来验证牛顿第二定律。

实验装置：- 物体：质量为m的物体。

- 测量工具：包括计时器和测量下落距离的装置。

实验步骤：1. 将物体从一定高度h自由下落。

2. 记录物体下落的时间t。

牛顿第二定律的验证【实验目的】1. 熟悉气垫导轨的构造，掌握正确的调整方法。

2. 熟悉用光电测量系统测量短时间的方法。

3. 验证牛顿第二定律。

【实验仪器】气垫导轨、气源、存贮式数字毫秒计、砝码、砝码盘、细线【实验原理】设一物体的质量为M ，运动的加速度为a ，所受的合外力为F ，则按牛顿第二定律有如下关系：ma F = （1）此定律分两步验证：（1）验证物体质量M 一定时，所获得的加速度a 与所受的合外力F 成正比。

（2）验证物体所受合外力F 一定时，物体运动的质量M 与加速度a 成反比。

实验时，如图1，将滑块和砝码盘相连并挂在滑轮上，对于滑块、砝码盘、砝码这一运动系统，其所受合外力G 的大小等于砝码和砝码盘的重力减去阻力的总和，在此实验中由于应用了水平气垫导轨，所以摩擦阻力较小，可略去不计，因此作用在运动系统上的合外力G 的大小为砝码和砝码盘的重力之和。

图1 验证牛顿第二定律系统因此按牛顿第二定律：a m n n m m Ma g m n m G ])([)(22110220+++==+= （2）其中砝码盘的质量为m 0，加在砝码盘中砝码的质量为n 2m 2（每个砝码的质量为m 2，共加了n 2个），滑块的质量为m 1，加在滑块上砝码的质量为n 1m 2（共加了n 1个）。

则运动系统的总质量M 为上述各部分质量之和。

从(2)式看，由于各部分质量均可精确测量，因此只需精确测量出加速度a 即可验证牛顿第二定律。

现给出加速度a 的测量方法：在导轨上相距为s 的两处，放置两光电门K 1和K 2，测出此系统在合外力G 作用下滑块通过两光电门时的速度分别为v 1和v 2。

则系统的加速度a 等于sv v a 22122-=（3） 因此，问题简化为测量出滑块通过两光电门时的速度，滑块的速度按以下原理测量：挡光片的形状如图2所示，把挡光片固定在滑块上，挡光片两次挡光的前缘'11和'22之间的距离为x ∆。

牛顿第二定律的验证一、实验目的：1.学会用控制变量法研究物理规律.2.学会灵活运用图象法处理物理问题的方法3.探究加速度与力、质量的关系，并验证牛顿第二定律．4.探究力，质量和加速度的关系。

研究方法：控制变量法：⑴保持m一定时，改变物体受力F测出加速度a，用图像法研究a与F关系⑵保持F一定时，改变物体质量m测出加速度a，用图像法研究a与m关系（1）用极限思想介绍瞬时速度是可行的。

教材在定义了平均速度后进一步指出“为了使运动的描述精确些，可以把Δt取得小一些，运动快慢的差异也就小一些；Δt越小，描述越精确；想像Δt非常小，可以认为表示物体的瞬时速度。

实验器材小车、砝码、小盘、细绳、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、天平、米尺．实验原理：平衡摩擦力：平衡摩擦力时不要挂砝码盘，应连着纸带且通过打点记时器的限位孔，将轨道倾斜一定角度，此时物体在斜面上受到的合外力为0。

此时轻推小车，小车能够匀速下滑，这就说明此时物体合外力为0，实验中小车受到的合外力就是绳子的拉力了。

由于=，所以整个实验平衡了摩擦力后，改变小车的质量不需要重新平衡摩擦力.物理量的测量：（1）小车质量的测量：天平（2）合外力的测量：①绳子的拉力不等于砝码盘及砝码的重力：砝码盘及砝码的总质量远小于小车的总质量时，可近似认为绳子的拉力等于沙和小桶的重力。

实验条件：m≫m′.选小车(M)、砝码盘及盘内的砝码(m)为研究对象，则mg＝(M＋m)a①选砝码桶及桶内的砝码为研究对象则mg－FT＝ma②联立①②得：FT＝mg－m2g M＋m要使FT＝mg 需要m2gM＋m―→0即M≫m(4)一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．注意事项实验过程中：①会安装复写纸，并且会调节复写纸的位置，将纸带从复写纸圆片下穿过。

将计时器接入50 Hz交流电源，从交流4 V开始，观察振动片振动情况，若振动片振幅较小，再升高电压至6 V。

验证牛顿第二定律一、实验原理与方法1．验证牛顿运动定律的实验依据是F＝Ma.本实验中有力F、质量M和加速度a三个变量，研究加速度a与F及M的关系时，先控制质量M不变，讨论加速度a与力F的关系；然后再控制力F不变，讨论加速度a与质量M的关系．2．实验中需要测量的物理量和测量方法是小车及砝码的总质量M，用天平测出．小车受到的拉力F认为等于重物的重力mg.小车的加速度a利用纸带根据Δs＝aT2计算．二、实验器材打点计时器、纸带、小车、一端附有定滑轮的长木板、重物、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺、砝码．三、实验步骤及数据处理1．用天平测出小车和砝码的总质量M，重物的质量m，把数值记录下来．2．按如图所示把实验器材安装好，只是不把悬挂重物的细绳系在车上，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一块木板．反复移动木板的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态．这时，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力沿斜面方向上的分力平衡．4．把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂重物，先接通电源再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点，打完点后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码．5．保持小车和砝码的质量不变，在小盘里放入适量的砝码，把小盘和砝码的总质量m′记录下来，重复步骤4.6．重复步骤5两次，得到三条纸带．7．在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，测量计数点间的距离，算出每条纸带上的加速度的值．8．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，作用力的大小F等于小盘和砝码的总重力，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点，如果这些点是在一条过原点的直线上，便证明了加速度与作用力成正比．9．保持小盘和砝码的质量不变，在小车上加砝码，重复上面的实验，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和砝码总质量的倒数，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点．如果这些点是在一条过原点的直线上，就证明了加速度与质量成反比．四、注意事项1．平衡摩擦力时，不要将悬挂重物的细线系在小车上，即不要给小车施加牵引力，并且让小车拖着打点的纸带运动．2．平衡摩擦力后，无论如何改变重物或小车和砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．但必须保证细绳与长木板平行．3．每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于重物的质量的条件下打出．只有如此，重物的重力才可视为小车受到的拉力．4．改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．5．作图时两轴标度比例要选择适当，各量采用国际单位，要使尽可能多的点在所作直线上，其余点尽可能均匀分布在直线两侧，舍去个别误差较大的点．五、误差分析1质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差、拉线或纸带不与木板平行等都会造成差．2．因实验原理不完善造成误差本实验中用重物的重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于重物的重力)，存在系统误差．重物的质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，重物的质量越小于小车的质量，误差就越小．3．平衡摩擦力不准造成误差：平衡摩擦力不好，会使小车受到的拉力不是合外力，造成实验结果有误差.【例1】(2010年北京西城抽测)某同学采用如图(甲)所示的装置验证规律：“物体质量一定，其加速度与所受合力成正比”．a．按图(甲)把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车做匀速直线运动；b．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂配重，接通电源，放开小车，打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号；c．保持小车的质量M不变，多次改变配重的质量m，重复步骤b；d．算出每条纸带对应的加速度的值；e．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示配重受的重力mg(作为小车受到的合力F)，作出a-F图象．(1)在步骤d中，该同学是采用vt图象来求加速度的．图(乙)为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为B、C、D，相邻计数点之间还有4个计数点没有标出．打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上．打点计时器打C点时，小车的速度为______ m/s；(2)其余各点的速度都标在了vt坐标系中，如图(丙)所示．t＝0.10s时，打点计时器恰好打B点．请你将(乙)中所得结果标在图(丙)所示的坐标系中，并作出小车运动的vt图线；利用图线求出小车此次运动的加速度a＝______ m/s2.【例2】(2009年上海卷)如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度与力的关系”的实验装置．(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持________不变，用钩码所受的重力作为________，用DIS测小车的加速度．(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出aF关系图线(如图所示)．①分析此图线的OA段可得出的实验结论是②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是()A．小车与轨道之间存在摩擦B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大D．所用小车的质量太大1、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。

验证牛顿第二定律实验（经典实用）牛顿第二定律是物理学中最基本的定律之一，它描述了力、质量和加速度之间的关系。

根据牛顿第二定律，当一个物体受到某个力时，它将产生一个与该力成正比的加速度。

为了验证这个定律，我们进行了以下实验。

材料和设备：1. 测力计2. 密度计3. 弹簧锁定器4. 钩子5. 不同质量的球（如网球、篮球等）6. 直尺7. 计时器实验步骤：1. 将测力计连接到弹簧锁定器上，并挂在墙上。

确保测力计在水平位置上。

2. 将一个球放在钩子上，用密度计测量球的质量，记录下来。

3. 将钩子连接到测力计上，并使球悬挂在测力计下部。

4. 确保测力计和球都处于静止状态，开始记录时间。

5. 用手推动球，使其产生运动，同时用计时器记录球的运动时间。

6. 通过观察测力计的读数，记录下球运动时受到的力。

7. 重复以上步骤，使用不同质量的球进行实验。

8. 将记录的数据绘制成图表，将加速度与受力之间的关系进行对比。

实验结果：根据实验数据，我们得出以下结论：1. 受力和球质量之间具有线性关系，即受力越大，球的加速度越大。

这符合牛顿第二定律的描述。

2. 每种球的加速度都不相同，这是由于不同球的质量不同，受到的力也不同。

3. 当球的质量增加时，受到的力也相应增加，但加速度的增长速度较慢。

这与牛顿第二定律中的质量项有关。

结论：实验结果证实了牛顿第二定律的正确性。

根据实验数据，受力和加速度具有线性关系，为F=ma。

这个定律被广泛应用于物理学、工程学和其他领域，对于理解运动的本质和设计新技术发挥重要作用。

牛顿第二定律的实验验证牛顿第二定律是经典力学的基本定律之一，描述了物体所受力与物体加速度之间的关系。

为了验证牛顿第二定律的有效性，科学家们进行了一系列精确而详尽的实验。

本文将介绍其中几个重要的实验，并阐述其对牛顿第二定律的验证。

实验一：自由落体实验自由落体实验是验证牛顿第二定律的经典实验之一。

实验的基本原理是，当物体在重力作用下自由下落时，其加速度恒定且与物体的质量无关。

实验中，我们可以通过测量下落物体的加速度和质量来验证牛顿第二定律。

为了进行自由落体实验，我们可以选择一个平滑的斜面，在其上方固定一个轻质滑轮。

将一轻质物体（例如小球）系于滑轮上的细线上，使其通过轻质滑轮自由下落。

通过测量小球下落的时间和下落距离，我们可以得到加速度。

然后，我们可以通过改变小球的质量（例如更换不同重量的小球）来进一步验证牛顿第二定律的成立。

实验二：拉力实验拉力实验也是验证牛顿第二定律的重要实验之一。

在这个实验中，我们通过测量施加在物体上的拉力和物体的加速度来验证牛顿第二定律。

为了进行拉力实验，我们可以通过固定一个滑轮和一根细线将物体连接在一起。

在细线的另一端，我们可以施加一个恒定的拉力。

通过测量物体的加速度，并记录施加在物体上的拉力和物体的质量，我们可以得到拉力与加速度之间的关系。

实验结果将表明，牛顿第二定律在这种情况下成立。

实验三：弹簧实验弹簧实验也是验证牛顿第二定律的一种常见实验方法。

在这个实验中，我们通过测量受力物体的位移和加速度，以及弹簧的劲度系数来验证牛顿第二定律。

为了进行弹簧实验，我们可以利用一根弹簧，并将其固定在水平支架上。

通过将物体连接在弹簧的一端，并对物体施加一个恒定的力，我们可以观察到物体受力后的反弹位移，进而测量物体的加速度。

通过记录施加的力、物体的质量和位移，我们可以计算得到弹簧的劲度系数。

实验结果将进一步验证牛顿第二定律的有效性。

总结通过进行自由落体实验、拉力实验和弹簧实验等一系列实验，我们可以确信牛顿第二定律的真实性。

实验二：验证牛顿第二定律实验目的：1. 验证牛顿第二定律。

2. 掌握用控制变量法研究三个物理量之间关系。

3. 利用图象寻求物理规律。

实验原理：m F a ∑=实验设计：控制变量法：m 一定时，F a ∝F 一定时，m a 1∝测量小车在恒力作用下的匀加速直线运动实验仪器：电火花计时器（电磁打点计时器）、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、毫米刻度尺、导线、50Hz 交流电源（低压交流电源）、天平、砝码实验操作：1.摆放好实验装置，把纸带穿过打点计时器（从墨片下方穿过），并把纸带的一端固定在小车的后面。

先不挂钩码，缓慢抬高木板固定打点计时器的一端，直至小车恰好开始下滑，固定木板。

2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，记录钩码质量,m 和小车质量m 。

3.小车停在靠近打点计时器处，接通电源，释放小车，打出纸带，做好标记。

4.保持小车质量m 不变，改变钩码质量,m ，记录入表格。

换上新纸带，重复3次。

5.保持钩码质量,m 不变，改变小车质量m，记录入表格。

换上新纸带，重复3次。

6.整理仪器。

表一：m 一定表二：一定图1 图2实验分析： 1.逐差法计算a 。

2.根据表一作F a -图线。

3.根据表二作m a 1-图线。

实验结论：在误差允许范围内，小车m 一定时，F a ∝；F 一定时，m a 1∝即：m F a ∑∝实验注意事项：1.平衡摩擦力。

2.不作m a -图线。

3.图线一定是过原点的直线。

4.图线不过原点的原因。

验证牛顿第二定律 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】实验4：验证牛顿第二定律一、实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律。

2．探究加速度与力、质量的关系。

3．掌握灵活运用图象处理问题的方法。

二、实验原理控制变量法：在所研究的问题中，有两个以上的参量在发生牵连变化时，可以控制某个或某些量不变，只研究其中两个量之间的变化关系的方法，这也是物理学中研究问题时经常采用的方法。

本实验中，研究的参量为F、M和a，可以控制参量M一定，研究a与F的关系，也可控制参量F一定，研究a与M的关系。

三、实验器材电磁打点计时器、复写纸片和纸带、一端有定滑轮的长木板、小车、小盘、低压交流电源、天平、砝码、刻度尺、导线。

四、实验步骤1．用天平测量小盘的质量m和小车的质量M。

2．把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路。

3．平衡摩擦力：小车的尾部挂上纸带，纸带穿过打点计时器的限位孔，将木板无滑轮的一端稍微垫高一些，使小车在不挂小盘和砝码的情况下，能沿木板做匀速直线运动。

这样小车所受重力沿木板的分力与小车所受摩擦力平衡。

在保证小盘和砝码的质量远小于小车质量的条件下，可以近似认为小盘和砝码的总重力大小等于小车所受的合外力的大小。

4．把小车停在打点计时器处，挂上小盘和砝码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带。

5．改变小盘内砝码的个数，重复步骤4，并多做几次。

6．保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带。

7．改变小车上砝码的个数，重复步骤6。

五、实验数据的处理方法——图象法、化曲为直的方法1．探究加速度与力的关系以加速度a为纵坐标，以F为横坐标，根据测量的数据描点，然后作出图象，看图象是否是通过原点的直线，就能判断a与F是否成正比。

验证牛顿第二定律实验报告一、实验目的1、探究加速度与力、质量的关系，验证牛顿第二定律。

2、学习使用打点计时器研究匀变速直线运动。

3、掌握利用图像处理实验数据的方法。

二、实验原理1、牛顿第二定律指出，物体的加速度与作用在它上面的合力成正比，与物体的质量成反比，即＄F ＝ ma$。

2、本实验中，通过改变小车所受的拉力来改变合力，通过在小车上增加砝码来改变质量。

利用打点计时器打出的纸带，计算小车的加速度。

三、实验器材1、附有定滑轮的长木板。

2、小车。

3、打点计时器。

4、纸带。

5、砝码。

6、细绳。

7、托盘和砝码。

8、刻度尺。

9、天平。

四、实验步骤1、安装实验装置将长木板平放在实验桌上，使其一端垫高，以平衡摩擦力。

将打点计时器固定在长木板的一端，连接好电源。

将细绳一端系在小车上，另一端通过定滑轮挂上托盘和砝码。

2、测量小车质量用天平测量小车的质量＄m_1$，并记录。

3、平衡摩擦力不挂托盘和砝码，轻推小车，使小车在长木板上匀速运动。

4、进行实验在小车上放上质量为＄m_2$ 的砝码，挂上托盘和砝码，使小车做匀加速运动。

接通打点计时器电源，释放小车，得到一条纸带。

改变托盘和砝码的质量，重复上述步骤，得到多组纸带。

5、数据处理选取一条清晰的纸带，舍去开头较密集的点，每隔 4 个点取一个计数点，依次标记为 A、B、C、D、E 等。

用刻度尺测量相邻计数点间的距离＄x_1$、＄x_2$、＄x_3$、＄x_4$、＄x_5$ 等。

根据匀变速直线运动的推论，计算小车的加速度＄a$。

五、实验数据记录｜实验次数｜小车和砝码总质量＄m$（kg）｜拉力＄F$（N）｜加速度＄a$（m/s²）｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 2 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 3 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 4 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 5 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜六、实验数据处理1、以加速度＄a$ 为纵坐标，拉力＄F$ 为横坐标，绘制＄a F$ 图像。

实验：验证牛顿第二定律一、实验原理1．如下图装置，保持小车质量M 不变，改变小桶内砂的质量m ，从而改变细线对小车的牵引力F 〔当．．m ．<<．．M ．时，．．F=mg ．．．．近似成立〕．．．．．，用打点计时器测出小车的对应加速度a ,由多组a 、F 数据作出加速度和力的关系a — F 图线，验证加速度是否与外力成正比。

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M ，测出小车的对应加速度a , 由多组a 、M 数据作出加速度和质量倒数的关系ma 1-图线, 验证加速度是否与质量成反比。

▲平衡摩擦力．．．．．的原理：〔在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块，使长木板倾斜，便用重力的分力来平衡摩擦力。

〕 对小车受力分析，小车受到G 、N 和摩擦力f 三力作用，处于平衡状态时，fG x =，y G N=。

故当木板倾斜一定角度时，可以用重力的分力x G 来平衡摩擦力。

故验证牛二时，小车受到的拉力F 即为小车的合力。

二、实验器材小车，砝码，小桶，砂, 细线，附有定滑轮的长木板,垫块，电火花打点计时器，220V 交流电源, 导线两根, 纸带,托盘天平及砝码，米尺。

三、实验步骤1．用调整好的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。

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3．平衡摩擦力．．．．．：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块，反复移动垫块的位置，直至轻轻推一推小车，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。

验证牛顿第二定律的实验引言：牛顿第二定律是经典力学的基本定律之一，它描述了物体的运动与所受力的关系。

为了验证牛顿第二定律，科学家们进行了许多实验。

本文将介绍其中一种经典的实验，以验证牛顿第二定律的准确性。

实验目的：通过实验验证牛顿第二定律，即力等于物体质量乘以加速度。

实验器材：1. 一台光滑水平桌面2. 一根轻质滑轮3. 一根光滑绳子4. 一块质量较小的物体5. 一组测力计实验步骤：1. 将滑轮固定在桌面上，并将绳子绕在滑轮上。

2. 将质量较小的物体绑在绳子的一端，使其悬挂在滑轮上。

3. 将另一端的绳子通过测力计，使其悬挂在桌面的边缘。

4. 通过调整测力计的位置，使绳子保持水平，并且质量较小的物体悬挂在空中。

5. 记录下测力计的示数。

实验原理：根据牛顿第二定律的公式 F = ma，其中 F 表示力，m 表示物体的质量，a 表示物体的加速度。

在本实验中，由于绳子和滑轮的存在，使得力的方向改变，因此需要通过测力计来测量物体受到的力。

实验结果：根据实验记录的测力计示数，可以计算出物体受到的力。

同时，通过测量物体的质量，可以计算出物体的加速度。

将这些数据代入牛顿第二定律的公式，即可验证牛顿第二定律的准确性。

实验分析：通过多次实验的数据统计与计算，可以得出结论：在给定质量下，物体所受的力与加速度成正比。

这符合牛顿第二定律的描述。

实验误差：在实际的实验过程中，可能会存在一些误差。

例如，测力计的示数可能存在一定的误差；绳子和滑轮的摩擦力也可能对实验结果产生一定的影响。

为了减小这些误差，可以通过多次实验取平均值，以提高实验结果的准确性。

实验应用：牛顿第二定律是力学中的重要定律，广泛应用于各个领域。

例如，汽车的运动学分析、机械系统的设计与优化、火箭的发射等等，都离不开牛顿第二定律的应用。

结论：通过本实验的验证，我们可以得出结论：牛顿第二定律描述了物体的运动与所受力的关系，力等于物体质量乘以加速度。

这一定律对于理解和解释物体运动的规律具有重要意义，也为各个领域的工程应用提供了基础。

牛顿第二定律的实验验证牛顿第二定律是经典力学中的重要定律之一，描述了物体所受合力与其加速度之间的关系。

为了验证牛顿第二定律的有效性，科学家们进行了多项实验，通过观察和测量物体在不同受力情况下的运动来验证定律的准确性。

本文将介绍两个经典的实验验证牛顿第二定律的例子。

1. 摆锤实验摆锤实验是验证牛顿第二定律的常见实验之一。

这个实验通常通过一个简单的装置来进行，由一条轻量级的绳子悬挂一个砝码并让其充当摆锤。

实验的目的是通过改变摆锤上的质量和施加在摆锤上的力，来观察摆锤的振动情况以验证牛顿第二定律。

在实验过程中，科学家可以改变摆锤的质量，通过称重器具测量出摆锤上的质量值。

同时，他们可以向摆锤施加外力，比如通过给摆锤一个小推力使其振动。

通过使用计时器测量摆锤一定距离内的振动时间，并记录下摆锤的加速度和受力情况。

通过分析这些数据，科学家可以验证牛顿第二定律并确认其成立。

2. 加速度定标实验加速度定标实验是另一个用于验证牛顿第二定律的实验方法。

实验过程中，科学家通常使用一个平滑的水平表面和一辆小型车，来模拟物体在施加力的情况下的运动。

在实验中，科学家会为小型车装载不同质量的砝码，并利用一个弹簧发射器为车施加一个已知大小的力。

通过在水平表面上观察车的运动，科学家可以测量车的加速度并记录下相关数据。

通过改变质量和受力的大小，科学家可以验证牛顿第二定律，并得出实验数据与预期结果的一致性。

以上是两个典型的实验验证牛顿第二定律的例子。

通过这些实验，科学家们能够准确地验证牛顿第二定律，并证实其在描述物体运动方面的有效性。

牛顿第二定律在物理学研究和科学应用中起着重要的作用，为我们理解和解释物体运动提供了重要的基础和理论依据。

实验验证牛顿第二定律一、实验目的：验证牛顿第二定律二、实验原理：F合=ma 物理思想：控制变量法实验方案三、实验器材：一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、小沙桶和沙子、天平、电磁打点计时器、纸带、学生电源、刻度尺、坐标纸四、实验步骤：（一）安装器材1.按照实验方案连接实验器材（二）进行实验2.调整木板倾斜程度，平衡摩擦力3.控制小车质量不变，测量小沙桶及沙子质量m1，用细线将小沙桶与小车相连（小沙桶及沙子质量远小于小车质量），接通电源，释放小车，关闭电源，取下纸带标记14.改变沙子质量，得到多条纸带标记2、3、4、5、65.控制小沙桶及沙子质量不变，测量小车质量M1，用细线将沙桶与小车相连（小沙桶及沙子质量远小于小车质量），接通电源，释放小车，关闭电源，取下纸带标记1′6.改变小车质量，得到多条纸带标记2′、3′、4′、5′、6′（三）处理数据1.计算小车加速度a在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度，并填入表格122.图像法处理实验数据根据记录的各组对应的加速度a 与小车所受的合力F ，建立直角坐标系，描点画a - F 图像1；再根据记录的各组对应的加速度a 与小车和砝码总质量M ，建立直角坐标系，描点画a -M1图像2。

（四）得出结论如果图像1是一条过坐标原点的倾斜直线，证明加速度与合力成正比；如果图像2是一条过坐标原点的倾斜直线，证明加速度与质量成反比。

即验证mF a 合=或ma F =合 （五）分析误差 系统误差： 偶然误差：实验改进课后反思：同学们试着对实验方案进行改进。

a （m ·s -2）F /N1a （m ·s -2）1/M （kg -1）2。

验证牛顿第二定律知识元验证牛顿第二定律知识讲解一、实验目的1．学会用控制变量法验证牛顿第二定律2．掌握利用图象处理实验数据的方法二、实验原理本实验中，探究加速度a与力F、质量M的关系，可以先保持F不变，研究a和M的关系，再保持M不变，研究a和F的关系．三、实验器材小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫块，打点计时器，导线两根，纸带，托盘天平及砝码，米尺．四、实验步骤1．用天平测出小车的质量M和盘的质量m0，把数值记录下来．2．把实验器材安装好．3．平衡摩擦力：在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动其位置，直至不挂盘和重物的小车刚好能在斜面上保持匀速直线运动为止．4．将盘和重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，使小车运动，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带，并在纸带上标上号码．5．保持小车的质量不变，改变盘中重物的质量，重复步骤4，每次记录必须在相应的纸带上做上标记，将记录的数据填写在表格内．6．建立坐标系，用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，在坐标系中描点，画出相应的图线，探究a与F的关系．7．保持盘和重物的质量不变，改变小车的质量（在小车上增减砝码），探究a与M的关系．五、注意事项1．在本实验中，必须平衡摩擦力，在平衡摩擦力时，不要把重物系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动．2．安装器材时，要调整滑轮的高度，使拴小车的细绳与斜面平行，且连接小车和盘应在平衡摩擦力之后．3．改变小车的质量或拉力的大小时，改变量应尽可能大一些，但应满足盘和重物的总质量远小于小车和车上砝码的总质量．盘和重物的总质量不超过小车和车上砝码总质量的10%．4．改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．六、误差分析1．质量的测量误差，纸带上打点计时器间隔距离的测量误差，细绳或纸带不与木板平行等都会造成误差.2．因实验原理不完善造成误差：本实验中用重物的重力代替小车受到的拉力（实际上受到的拉力要小于重物的重力），存在系统误差.重物的质量越接近小车的质量，误差越大，反之，重物的质量越小于小车的质量，误差就越小.3．平衡摩擦力不准造成误差.在平衡摩擦力时，除了不挂盘和重物外，其他的都应跟正式实验一样（比如要挂好纸带、接通打点计时器），匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各点间的距离相等．例题精讲验证牛顿第二定律例1.如图甲所示装置可以用来测量“摩擦因数”、“探究加速度与合外力、质量的关系”，也可以用来“探究功与速度变化的关系”和“验证机械能守恒定律”等。

实验报告：验证牛顿第二定律一、实验目的1.验证牛顿第二定律，即物体加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。

2.掌握控制变量法在实验中的应用。

3.学会使用打点计时器和测量加速度、力等物理量。

二、实验原理根据牛顿第二定律，加速度a与作用力F成正比，与物体质量m 成反比，数学表达式为：F=ma。

三、实验步骤1.实验器材准备：打点计时器、纸带、一端固定有定滑轮的长木板、小车、小盘、砝码、导线、电源等。

2.安装实验装置：将打点计时器固定在长木板上，将纸带穿过打点计时器和小车，使小车可以靠近打点计时器。

3.调节平衡摩擦力：调节小车支架高度，使小车在无外力作用下滑动，观察小车是否做匀速直线运动。

若不是，则通过调节滑轮高度来改变斜面倾角，使小车做匀速直线运动。

4.挂上砝码盘，放入砝码，开始实验。

5.打开电源，释放小车，小车在砝码和盘的重力作用下开始加速运动，打点计时器在纸带上打下一系列点。

6.重复实验多次，每次改变砝码的质量或力的大小，记录数据。

7.处理数据，分析实验结果。

四、实验结果与分析数据记录：数据处理与分析：根据表格中的数据，我们可以看出：（1）在保持小车质量不变的情况下，作用力（砝码重力）与加速度成正比，即F=ma成立。

（2）在保持作用力不变的情况下，加速度与小车质量成反比，即F=ma 成立。

（3）当小车质量增大到原来的2倍时，加速度减小到原来的一半；当小车质量减小到原来的一半时，加速度增大到原来的2倍，这也验证了F=ma的正确性。

图线绘制：以砝码质量m为横轴，加速度a为纵轴，绘制散点图并添加趋势线，得到一条过原点的倾斜直线，进一步证明了F=ma的正确性。

五、结论总结通过本次实验，我们验证了牛顿第二定律的正确性。

实验过程中采用了控制变量法，通过改变砝码的质量和力的大小来改变加速度的大小，从而验证了牛顿第二定律的正确性。

同时，我们也学会了使用打点计时器和测量加速度、力等物理量的方法。

验证牛顿第二定律实验1．实验目的、原理实验目的：验证牛顿第二定律，即物体的质量一定时，加速度与作用力成正比；作用力一定时，加速度与质量成反比．实验原理：利用砂及砂桶通过细线牵引小车做加速运动的方法，采用控制变量法研究上述两组关系．如图3-14-1所示，通过适当的调节，使小车所受的阻力忽略，当M 和m 做加速运动时，可以得到 g m M m a += m M m mg T +⋅= 当M>>m 时，可近似认为小车所受的拉力T 等于mg ．本实验第一部分保持小车的质量不变，改变m 的大小，测出相应的a ，验证a 与F 的关系；第二部分保持m 不变，改变M 的大小，测出小车运动的加速度a ，验证a 与M 的关系．2．实验器材打点计时器，纸带及复写纸，小车，一端附有滑轮的长木板，小桶，细绳，砂，低压交流电源，两根导线，天平，刻度尺，砝码．3．实验步骤及器材调整(1)用天平测出小车和小桶的质量M 和m ，把数值记录下来．(2)按图3-14-2所示把实验器材安装好．(3)平衡摩擦力：在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动其位置，直至不挂砂桶的小车刚好在斜面上保持匀速运动为止．(4)将砂桶通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，使小车运动，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带，并在纸带上标上号码．(5)保持小车的质量不变，改变砂桶中的砂量重复步骤(4)，每次记录必须在相应的纸带上做上标记，列表格将记录的数据填写在表内．(6)建立坐标系，用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，在坐标系上描点，画出相应的图线以验证a 与F 的关系．(7)保持砂及小桶的质量不变，改变小车的质量(在小车上增减砝码)，重复上述步骤(5)、(6)验证a 与M 的关系．4．注意事项(1)在本实验中，必须平衡摩擦力，方法是将长木板的一端垫起，而垫起的位置要恰当．在位置确定以后，不能再更换倾角．(2)改变m 和M 的大小时，每次小车开始释放时应尽量靠近打点计时器，而且先通电再放小车．(3)每次利用纸带确定a 时，应求解其平均加速度．5．数据处理及误差分析(1)该实验原理中T=mM M mg +⋅，可见要在每次实验中均要求M>>m ，只有这样，才能使牵引小车的牵引力近似等于砂及砂桶的重力．(2)在平衡摩擦力时，垫起的物体的位置要适当，长木板形成的倾角既不能太大也不能太小，同时每次改变M 时，不再重复平衡摩擦力．(3)在验证a 与M 的关系时，作图时应将横轴用l ／M 表示，这样才能使图象更直观．图3－14－1图3－14－2[例1]（2008·广州一模）用如图（甲）所示的实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力.（1）某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图（乙），直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止.请问这位同学的操作是否正确？如果不正确，应当如何进行？答： .（2）如果这位同学先如（1）中的操作，然后不断改变对小车的拉力F，他得到M（小车质量）保持不变情况下的a—F图线是下图中的（将选项代号的字母填在横线上）.（3）打点计时器使用的交流电频率f=50Hz. 下图是某同学在正确操作下获得的一条纸带，A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出.写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度的计算式：a= . 根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为 m/s2（结果保留两位有效数字）.★高考重点热点题型探究热点牛顿第二定律[真题1]（2007·广东）如图3-14-7 (a)所示，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连.开始时，小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离.启动计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离.打点计时器使用的交流电频率为50Hz. 图3-14-7（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如图箭头所示.(1)根据所提供的纸带和数据，计算打c 段纸带时小车的加速度大小为 m/s 2（计算结果保留两位有效数字）. (2) 打a 段纸带时，小车的加速度是2.5m/s 2，请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b 段纸带中的 .(3) 如果重力加速度取2m/s 10，由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为 .【真题2】（2008年宁夏卷）.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点. （1）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度a = (保留三位有效数字).(2)回答下列两个问题：①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有 .（填入所选物理量前的字母）A.木板的长度lB.木板的质量m 1C.滑块的质量m 2D.托盘和砝码的总质量m 3E.滑块运动的时间t②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 .（3）滑块与木板间的动摩擦因数 ＝ （用被测物理量的字母表示，重力加速度为g ）.与真实值相比，测量的动摩擦因数 （填“偏大”或“偏小” ）.写出支持你的看法的一个论据：.2.72 2.82 2.92 2.98 2.82 2.62 2.08 1.90 1.73 1.48 1.32 1.12单位：cma bc图3－14－7 (b) D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7。

验证牛顿第二定律实验报告验证牛顿第二定律实验报告引言：牛顿第二定律是经典力学中最基本的定律之一，它描述了物体受力时的加速度与作用力之间的关系。

本实验旨在通过一系列实验验证牛顿第二定律，并探究其在不同条件下的应用。

实验一：质量与加速度的关系实验设置：我们选择了一组不同质量的物体，并在水平面上放置一个光滑的轨道。

通过在轨道上施加一个固定的水平力，记录物体的加速度。

实验步骤：1. 将轨道放置在水平面上，并确保其光滑无摩擦。

2. 选择一个质量较小的物体，将其放置在轨道的起点处。

3. 施加一个水平力，使物体开始运动，并记录下物体通过一定距离所用的时间。

4. 重复步骤3，但使用不同质量的物体进行实验。

实验结果与分析：通过实验，我们得到了一组数据，记录了不同质量物体的加速度。

根据牛顿第二定律的公式F = ma，我们可以得到加速度与施加在物体上的力成正比，与物体的质量成反比。

即加速度与质量之间存在一个倒数关系。

实验二：力与加速度的关系实验设置：在这个实验中，我们将固定物体的质量，改变施加在物体上的力，观察加速度的变化。

实验步骤：1. 选择一个质量较小的物体，并将其放置在光滑的轨道上。

2. 施加一个水平力，使物体开始运动，并记录下物体通过一定距离所用的时间。

3. 重复步骤2，但使用不同大小的力进行实验。

实验结果与分析：通过实验，我们得到了一组数据，记录了不同大小力下物体的加速度。

根据牛顿第二定律的公式F = ma，我们可以得到加速度与施加在物体上的力成正比。

即加速度与力之间存在一个正比关系。

实验三：摩擦力的影响实验设置：在这个实验中，我们将研究摩擦力对物体加速度的影响。

实验步骤：1. 选择一个质量较小的物体，并将其放置在光滑的轨道上。

2. 施加一个水平力，使物体开始运动，并记录下物体通过一定距离所用的时间。

3. 重复步骤2，但在轨道上增加一层摩擦物质，如油脂或沙子。

实验结果与分析：通过实验，我们发现在有摩擦力的情况下，物体的加速度会减小。