大学物理实验教案-牛顿第二定律的验证-修订

教学对象：大学物理专业学生教学课时：2课时教学目标：1. 理解牛顿第二定律的物理意义，掌握其数学表达式。

2. 掌握牛顿第二定律的应用，能够解决简单的动力学问题。

3. 培养学生的逻辑思维能力和分析问题的能力。

教学内容：1. 牛顿第二定律的概念2. 牛顿第二定律的数学表达式3. 牛顿第二定律的应用4. 实例分析教学过程：第一课时一、导入1. 复习牛顿第一定律，引出牛顿第二定律。

2. 提出问题：物体受到合外力时，其运动状态会发生怎样的变化？二、牛顿第二定律的概念1. 牛顿第二定律的定义：物体所受合外力与其加速度成正比，与物体的质量成反比。

2. 引导学生理解牛顿第二定律的物理意义，即力是改变物体运动状态的原因。

三、牛顿第二定律的数学表达式1. 牛顿第二定律的数学表达式：F = ma2. 解释公式中各个物理量的含义：F为合外力，m为物体质量，a为物体加速度。

3. 强调质量是物体惯性大小的度量，与物体的速度无关。

四、牛顿第二定律的应用1. 讲解牛顿第二定律的应用步骤：首先确定物体所受合外力，然后根据物体的质量求出加速度，最后分析物体的运动状态。

2. 举例说明牛顿第二定律的应用，如物体从静止开始沿水平面做匀加速直线运动，求解物体的加速度、速度和位移。

第二课时一、复习1. 回顾牛顿第二定律的概念、数学表达式和应用。

2. 学生提问，教师解答。

二、实例分析1. 分析几个典型实例，如：a. 汽车刹车问题：已知汽车质量、刹车时的加速度，求解刹车距离。

b. 弹簧振子问题：已知弹簧劲度系数、振子的质量，求解振子的最大速度和振幅。

c. 平抛运动问题：已知初速度、高度，求解物体落地时间、水平位移等。

2. 学生分组讨论，尝试应用牛顿第二定律解决实际问题。

三、总结1. 强调牛顿第二定律在物理学中的重要性，以及在解决实际问题中的应用价值。

2. 培养学生的逻辑思维能力和分析问题的能力。

教学评价：1. 学生对牛顿第二定律的概念、数学表达式和应用的理解程度。

实验一牛顿第二定律的验证一、实验目的1、熟悉气垫导轨的构造，学习正确的调整方法；2、进一步熟悉用光电计时系统测量短时间的方法，从而学会测物体运动的速度和加速度；3、验证牛顿第二定律。

二、实验仪器用具气垫导轨，数字毫秒计，两个光电门，滑块，砝码及砝码托盘，气源。

1、气垫导轨部件如图2-1所示，各部件如下：1）缓冲弹片，2）光电管与小聚光灯，3）光电门架，4）喷气小孔，5）挡光片，6）滑块，7）导轨，8）气垫滑轮，9）垫片，10）调平螺丝（横向），11）堵头，12）双头螺栓，13）座底，14）调平螺丝（纵向），15）进图2-1气嘴。

（1）导轨由长1.2~2米的三角形铝管制成，要求平直度较高，轨面经过精密加工，打磨平滑，两侧各有两排相互错开、等间隔、孔径为0.4~0.8mm的小孔，导轨一端封死，另一端装有进气嘴，压缩空气由这里进入管腔后，从小孔喷出。

导轨两端还装有缓冲弹簧，有的导轨一端有气垫滑轮。

整个导轨通过一系列直立的双头螺栓安装在工字钢梁制成的底座上，底座下面有三个底座螺钉可供调水平用。

（2）滑块由10~30cm长的角铝制成，内表面经过细磨，与导轨两个侧面精确吻合。

（3）计时装置由数字毫秒计与光电门组成，使用方法见实验3和实验4。

（4）气源一般小型气源使用吹尘器，要求气压稳定、流量适当、消音减振及空气滤清。

滑块以托起100μm~200μm为宜。

2、气垫工作原理滑块为什么能漂浮？是因为有“气垫效应”。

滑块与轨面都经过精细加工，可以很好地吻合。

当导轨中小孔喷出空气流后，在滑块与导轨之间形成一个薄空气层——气垫，在滑块边缘，不断有空气逸出，同时小孔又不断向气垫补充空气，使气垫得以维持存在。

这是一个简单的耗散结构。

我们可以近似地把气垫看成密闭气体，在其中应用帕斯卡定律，小孔中的压强等量地传递到气垫各处，由于滑块与气垫接触面积大，受到很大的压力（方向向上），所以被托起漂浮。

因此，滑块并不是被气流吹起来的，而是被气垫托起的。

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 ∆。

牛顿第二定律教案牛顿第二定律教案（精选篇1）一、教学目标1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式；2、理解公式中各物理量的意义及相互关系3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿“是怎样定义的。

二、教学重点1、知道决定物体加速度的因素、2、加速度与力和质量的关系的探究过程三、教学难点1、理解牛顿第二定律各个物理量的意义和联系2、牛顿第二定律的应用四、教学方法在探究过程中，渗透科学研究方法如：控制变量法、实验归纳法、图象法等五、教学过程1、知识回顾物体的运动状态发生变化，即产生加速度。

问学生：加速度的大小与那些因素有关呢？学生回答：力还有物体质量思考：力是促使物体运动状态改变的原因，力似乎“促使”加速度的产生。

质量是物体惯性的`量度，而惯性是保持物体运动状态不变的性质，所以质量似乎是阻碍“加速度”的产生。

猜想：加速度可能与力、质量有关系。

结合实际：小汽车：质量小，惯性小，启动时运动状态相对容易改变。

火车：质量大，惯性大，动力大，启动时运动状态相对难改变。

2、回忆课本所研究的内容（1）、质量m一定，加速度a和力F的关系。

处理数据：得出结论：当m一定时，a和F成正比，即：a FSHAPE MERGEFORMAT（2）、力F一定时，加速度a和质量m的关系SHAPE MERGEFORMAT得出结论：当力F一定，加速度a和质量m成反比，即：a 。

3、引出牛顿第二定律通过大量实验和观察到的事实都能得出同样的结论，由此可以得出一般性的规律：物体加速度的大小跟它所受到的作用力成正比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同，这就是牛顿第二定律。

牛顿第二定律教案（精选篇2）【教材分析】*教科书将牛顿第二定律的探究实验和公式表达式分成两节内容，目的在于加强实验探究和突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。

牛顿第二定律的首要价值应该是确立了力与运动之间的直接关系，即因果关系。

如知道了物体的受力情况，物体的运动状态及其变化就完全确定了。

牛顿第二定律的验证摘要：牛顿第二定律说明了物体的加速度与物体所受的合外力成正比，并且与物体的质量成反比，方向与合外力相同。

本次的牛顿第二定律的验证实验在气垫导轨上进行，利用气垫导轨提供的相对稳定的理想环境下验证F=Ma，实验利用光电计时系统测得相对准确的通过光电门1和光电门2的速度与时间，从而计算验证牛顿第二定律。

关键词：气垫导轨牛顿第二定律加速度系统总质量不变光电计时系统（一）实验目的：（1）熟悉气垫导轨的构造，掌握正确的使用方法。

（2）熟悉光电计时系统的工作原理，学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。

（3）学会测量物体的速度和加速度。

（4）验证牛顿第二定律（二）实验仪器：气垫导轨、气源、通用电脑计数器、游标卡尺、托盘天平、砝码及托盘等（三）实验原理：牛顿第二定律的表达式F=Ma，F为系统所受的合外力，M为系统的总质量，a为系统的加速度。

系统总质量M等于所加砝码的质量m1,滑块的质量m2和滑块的折合质量I/r²的总和，根据牛顿第二定律有F=（m1+m2+I/r²）a，由于折合质量I/r²相对于（m1+m2）而言很小，故在实际实验时可以忽略，于是F=（m1+m2）a 实验装置如下图所示，在导轨上相距S的两处放置光电门1和光电门2，测出此系统在砝码重力作用下滑块通过两光电门的速度V1和V2，系统的加速度a=(V2-V1)/ △t，V1=d/t1，V2=d/t2（d为挡光片的宽度）（四）实验内容与步骤：实验之前，讲气垫导轨调成水平，并使数字毫秒计处于正常的工作状态1、验证M一定时，a与F成正比（1）打开数字毫秒计时器，选择“加速度”档，将细尼龙线的一端接在滑块上，另一端绕过滑轮后悬挂一砝码盘，先把所有砝码都放在滑块上，并将滑块置于第一个光电门的外侧，使挡光片距离第一个光电门约20cm处，松开滑块，测出并记录滑块通过两个光电门的时间t1和t2，以及滑块从第一个光电门到第二个光电门的时间△t ，然后按数字毫秒计时器上的转换键，分别记录v1、v2（v1=d/t1,v2=d/t2）和加速度a 。

牛顿第二定律的教案教案标题：探索牛顿第二定律教学目标：1. 理解牛顿第二定律的概念和公式。

2. 掌握应用牛顿第二定律解决力、质量和加速度问题的方法。

3. 培养学生的实验设计和数据分析能力。

教学资源：1. 教科书、课件和笔记。

2. 实验器材：滑轮、绳子、小车、弹簧测力计等。

3. 计算器和测量工具。

教学过程：引入活动：1. 利用一个简单的实验来引起学生对牛顿第二定律的兴趣。

例如，让学生在桌上放置一个小车，然后用手推动小车，观察小车的加速度变化。

2. 引导学生思考：为什么推动力越大，小车的加速度越大？为什么质量越大，加速度越小？知识讲解：1. 介绍牛顿第二定律的定义：力等于质量乘以加速度，即 F = ma。

2. 解释定律中的各个变量的含义：F代表力，m代表质量，a代表加速度。

3. 通过实例和图示解释定律的应用，如小车在斜坡上的运动、物体受到不同大小的力时的加速度变化等。

实验探究：1. 分组进行实验：每个小组使用滑轮、绳子、小车和弹簧测力计等器材，设计实验来验证牛顿第二定律。

2. 学生根据实验结果，记录数据并进行分析。

引导学生发现质量和加速度之间的关系，以及力和加速度之间的关系。

3. 学生根据实验数据，计算力、质量和加速度之间的数值关系。

巩固练习：1. 提供一些力、质量和加速度的计算题目，让学生运用牛顿第二定律的公式解决问题。

2. 给学生一些情境题目，让他们应用牛顿第二定律解释和预测物体的运动情况。

拓展活动：1. 鼓励学生自主探究：让学生设计并进行其他与牛顿第二定律相关的实验，如改变施加力的方向、改变质量的分布等。

2. 组织学生进行小组讨论，分享实验结果和观察到的现象，进一步加深对牛顿第二定律的理解。

评估方式：1. 观察学生在实验中的表现和参与程度。

2. 检查学生完成的练习和解答的准确性。

3. 组织小组展示实验结果和讨论，评估学生的合作能力和理解水平。

教学延伸：1. 引导学生了解牛顿三大定律的关系，并探索其他物理定律的应用。

第三节 牛顿第二定律一、教学目标 1.知识与技能①在上节课探究的基础上能正确得出牛顿第二定律的数学表达式。

②能正确理解牛顿第二定律。

③学会利用牛顿第二定律解决实际问题的方法。

2.过程与方法①在上节实验的基础上进一步探究出具体的、实用的牛顿第二定律的数学表达式，主要使用逻辑推理方法。

②通过对牛顿第二定律的探究，理解牛顿第二定律及其应用，体验科学研究的基本规律。

3.情感态度与价值观使学生体验到逻辑推理的具体过程与方法，体会到逻辑推理是科学研究的一种重要方法。

二、设计思路在学生已有的实验结论的基础上，探究出牛顿第二定律，理解牛顿第二定律，应用牛顿第二定律解决实际问题的方法。

1.由学生回忆上节课的探究结论（F 、m 、a 的关系）2.探究结论如何用数学表达式表示mFa ，F=kma 3.探究最简单的表达式F=ma4.通过各种实例探究，理解牛顿第二定律5.探究利用牛顿第二定律解决实例的步骤和方法 三、教学方法、难点1.重点：在实验的基础上得出牛顿第二定律的数学表达式及其应用。

2.难点：对牛顿第二定律的正确理解。

四、教学资源 笔记本电脑、投影仪临界问题3-2-3所示，斜面是光滑的，一个质量是的小球用细绳吊在倾角为53o的斜面顶端．斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行；当斜面以8m/s 2的加速度向右做匀加速运动时，求绳子的拉力及斜面对小球的弹力．2.如图2所示，跨过定滑轮的轻绳两端，分别系着物体A 和B ，物体A 放在倾角为α的斜面上，已知物体A 的质量为m ，物体A 和斜面间动摩擦因数为μ（μ<t an θ），滑轮的摩擦不计，要使物体静止在斜面上，求物体B 质量的取值范围．3.如图1所示，质量均为M 的两个木块A 、B 在水平力F 的作用下，一起沿光滑的水平面运动，A 与B 的接触面光滑，且与水平面的夹角为60°，求使A 与B 一起运动时的水平力F 的范围。

超重失重如图3-2-2所示，质量为m 的人站在放置在升降机中的体重秤上，求；（1）当升降机静止时，体重计的示数为多少？（2）当升降机以大小为a 的加速度竖直加速上升时，体重计的示数为多少？（3）当升降机以大小为a 的加速度竖直加速下降时，体重计的示数为多少？（4）当升降机以大小为a 的加速度竖直减速下降时，体重计的示数为多少？（5）当升降机以大小为a 的加速度竖直减速上升时，体重计的示数为多少？图3-2-3图2 BF60°图1A整体隔离1.如图3-2-4所示，m 和M 保持相对静止，一起沿倾角为θ的光滑斜面下滑，则M 和m 间的摩擦力大小是多少？2、如图3-3-8所示，容器置于倾角为θ的光滑固定斜面上时，容器顶面恰好处于水平状态，容器，顶部有竖直侧壁，有一小球与右端竖直侧壁恰好接触．今让系统从静止开始下滑，容器质量为M ，小球质量为m ，所有摩擦不计．求m 对M 侧壁压力的大小．3、有5个质量均为m 的相同木块,并列地放在水平地面上,如下图所示。

牛顿第二定律教案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状态与作用力之间的关系。

在本教案中，我将介绍牛顿第二定律的基本概念和公式，并根据学生的学习能力和兴趣设计一些实例和练习题，以帮助他们更好地理解和应用该定律。

一、牛顿第二定律的基本概念牛顿第二定律表明，一个物体的加速度与作用在其上的力成正比，与物体质量成反比。

具体而言，牛顿第二定律可以表示为以下公式：F = ma其中，F表示作用在物体上的净力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。

二、授课步骤1.引入牛顿第二定律的基本概念（10分钟）通过与学生的日常生活联系，如推车加速、投球运动等，引导学生思考物体运动时所受的力与加速度之间的关系。

引入牛顿第二定律的基本概念，并解释公式F=ma的含义。

2.辅助说明牛顿第二定律的公式（10分钟）解释公式中各个符号的含义，例如F代表力，m代表质量，a代表加速度。

强调该公式描述了一个物体的运动状态与作用力之间的关系。

3.举例说明牛顿第二定律的应用（15分钟）给出一些具体的实例，例如一个冲出初始速度为5m/s的小车，在5s内减速到0m/s的过程中，学生需要计算小车所受的减速度和所需的减速度。

指导学生使用牛顿第二定律公式进行计算，并解释计算过程和结果的含义。

4.实例分析和思考题（20分钟）提供一些不同情景的物体运动问题，要求学生通过运用牛顿第二定律公式进行分析和解答。

例如，一个质量为2kg的物体受到20N的力，求其加速度；或者一个物体在水平地面上受到30N的作用力时，为了使其保持静止，需施加多大的摩擦力。

鼓励学生积极思考，并让他们分享解题思路和结果。

5.实验演示（15分钟）设置一个简单的实验装置，例如使用弹簧秤和不同质量的物体，演示质量与受力之间的关系。

引导学生观察和记录实验结果，并结合牛顿第二定律的公式进行分析和解释。

6.练习题和作业布置（15分钟）提供一些练习题，包括填空、选择题和应用题，以不同的难度和变化，巩固学生对牛顿第二定律的理解和应用。

实验一 牛顿第二定律的验证实验目的1．熟悉气垫导轨的构造，掌握正确的使用方法。

2．学会用光电计时系统测量物体的速度和加速度。

3．验证牛顿第二定律。

实验仪器气垫导轨，气源，通用电脑计数器，游标卡尺，物理天平等.实验原理牛顿第二定律的表达式为F ＝m a 。

验证此定律可分两步（1）验证m 一定时，a 与F 成正比。

（2）验证F 一定时，a 与m 成反比.把滑块放在水平导轨上。

滑块和砝码相连挂在滑轮上，由砝码盘、滑块、砝码和滑轮组成的这一系统，其系统所受到的合外力大小等于砝码（包括砝码盘）的重力W 减去阻力，在本实验中阻力可忽略，因此砝码的重力W 就等于作用在系统上合外力的大小.系统的质量m 就等于砝码的质量、滑块的质量和滑轮的折合质量的总和。

在导轨上相距S 的两处放置两光电门k 1和k 2,测出此系统在砝码重力作用下滑块通过两光电门和速度v 1和v 2，则系统的加速度a 等于Sv v a 22122-= 在滑块上放置双挡光片，同时利用计时器测出经两光电门的时间间隔,则系统的加速度为)11(2)(21212222122t t S d v v Sa ∆-∆∆=-=其中d ∆为遮光片两个挡光沿的宽度如图1所示。

在此测量中实际上测定的是滑块上遮光片（宽d ∆）经过某一段时间的平均速度，但由于d ∆较窄,d ∆范围内，滑块的速度变化比较小，故可把平均速度看成是滑块上遮光片经过两光电门的瞬时速度。

同样,如果t ∆越小（相应的遮光片宽度d ∆也越窄),则平均速度越能准确地反映滑块在该时刻运动的瞬时速度.实验内容1．观察匀速直线运动（1)首先检查计时装置是否正常。

将计时装置与光电门连接好，要注意套管插头和插孔要正确插入.将两光电门按在导轨上，双挡光片第一次挡光开始计时，第二次挡光停止计时就说明光电计时装置能正常工作;（2）给导轨通气,并检查气流是否均匀；（3)选择合适的挡光片放在滑块上，再把滑块置于导轨上；（4）调节导轨底座调平螺丝，使其水平。

第4讲 验证牛顿第二定律考点 验证牛顿第二定律的原理、步骤、数据处理以及误差分析 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 +=mM mmg 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 Mmg +⋅，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．[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？图3－14－ 1图3－14－2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s 1、s 2、s 3、s 4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/s 2（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 .2.72 2.82 2.92 2.98 2.82 2.622.08 1.90 1.73 1.48 1.32 1.12 单位：cma b c 图3－14－7 (b)D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7【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l B.木板的质量m 1 C.滑块的质量m 2 D.托盘和砝码的总质量m 3 E.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μ＝ （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：.新题导练1.（2008年汕头一模）现要测定木块与长木板之间的动摩擦因数，给定的器材如下：一倾角可以调节的长木板（如图）、木块、计时器一个、米尺． （1）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤： ①让木块从斜面上方一固定点D 从静止开始下滑到斜面底端A 处，记下所用的时间t ．②用米尺测量D 与A 之间的距离s ，则木块的加速度a ＝ ．③用米尺测量长木板顶端B 相对于水平桌面CA 的高度h 和长木板的总长度l ．设木块所受重力为mg ，木块与长木板之间的动摩擦因数为μ，则木块所受的合外力F ＝_____ ．④根据牛顿第二定律，可求得动摩擦因数的表达式μ＝_____________________ ，代入测量值计算求出μ的值．⑤改变_______________________________________________，重复上述测量和计算． ⑥求出μ的平均值．（2）在上述实验中，如果用普通的秒表作为计时器，为了减少实验误差，某同学提出了以下的方案： A ．选用总长度l 较长的木板． B ．选用质量较大的木块．乙甲 图3－14－14C ．使木块从斜面开始下滑的起点D 离斜面底端更远一些． D ．使长木板的倾角尽可能大一点．其中合理的意见是 ．（填写代号）2.(2008年中山一模)在探究“牛顿第二定律”时，某小组设计双车位移比较法来探究加速度与力的关系．实验装置如图所示，将轨道分上下双层排列，两小车后的刹车线穿过尾端固定板，由安装在后面的刹车系统同时进行控制（未画出刹车系统）．通过改变砝码盘中的砝码来改变拉力大小．通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小，是因为位移与加速度的关系式为 ．已知两车质量均为200g ，实验数据如表中所示：分析表中数据可得到结论：_____________________________________________． 该装置中的刹车系统的作用是_________________________________．为了减小实验的系统误差，你认为还可以进行哪些方面的改进？（只需提出一个建议即可）_______________________________________________________ ．抢分频道1.限时基础训练1．在《验证牛顿第二定律》的实验中备有下列器材： 其中多余的器材是________________(填代号)、缺少的器材是__________.A ．打点计时器；B ．天平(带砝码)；C ．秒表；D ．低压直流电源；E ．纸带和复写纸；F ．导线细线；G ．小车；H ．砂和小桶；I ．带滑轮的长木板．2．在《验证牛顿第二定律》实验中，下面的说法中正确的是 ( )A ．平衡摩擦力时，小桶应用细线通过法滑轮系在小车上，但小桶内不能装砂B ．实验中应始终保持小车和砝码的质量远大于砂和小桶的质量C ．实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上，即可证明加速度与质量成反比D ．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力3．a 、b 、c 、d 四位同学做《验证牛顿第二定律》的实验，设小车质量和车上砝码质量之和为M ，砂及砂桶的总质量为M ，分别得出如图3-14-14中a 、b 、c 、d 四个图线，其中图a 、b 、c 是a-F 图线，图d 是a 一1/M 图线，则以下说法中正确的是 ( )A ．a 和b 较好地把握了实验条件M>>mB ．c 和d 则没有把握好实验条件M>>mC ．a 同学长木板的倾角太小，而b 同学长木板角度太大D ．a 、b 、c 三同学中，c 同学较好地完成了平衡摩擦力的操作实验次数 小车拉力F /N 位移s /cm 拉力比F 甲/F 乙 位移比s 甲/s 乙1 甲 0.1 22.30.50 0.51 乙 0.2 43.5 2 甲0.229.00.67 0.67乙 0.3 43.03 甲 0.3 41.00.75 0.74 乙 0.4 55.44.某同学在探究牛顿第二定律的实验中，在物体受外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示. 实验次数物体质量m （kg ）物体的加速度（m/s 2）物体质量的倒数1/m(1/kg)1 0.20 0.78 5.002 0.40 0.38 2.503 0.60 0.25 1.674 0.80 0.20 1.25 51.000.161.00(1)从表中的数据你可得出的结论为 ；(2)物体受到的合力大约为 . 5.(2007·惠州二模)在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图3-14-15所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M 表示，盘及盘中的砝码质量用m 表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器打上的点计算出： （1）当M 与m 的大小关系满足 时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力.（2）一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定，探究做加速度与质量的关系，以下做法错误的是：A ．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上B ．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C ．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源D ．小车运动的加速度可用天平测出m 以及小车质量M ，直接用公式ａ＝m ｇ／Ｍ求出。

物理教案－牛顿第二定律一、教材背景牛顿第二定律是经典力学中最基本的定律之一，描述了物体受力引起的加速度与作用力之间的关系。

通过学习牛顿第二定律，学生可以了解到力的概念以及力对物体的影响，并能够应用这一定律解决与力和运动相关的问题。

二、教学目标1.理解牛顿第二定律的概念和表达方式；2.掌握计算物体在给定作用力下的加速度；3.能够应用牛顿第二定律解决与力和运动相关的问题。

三、教学重点1.牛顿第二定律的概念和表达方式；2.通过具体案例计算物体的加速度。

四、教学内容和过程1.引入牛顿第二定律的概念和历史背景，与学生进行互动交流；2.提供实际案例，引导学生观察并描述物体受力引起的运动变化；3.讲解牛顿第二定律的表达方式和计算公式，并与学生一起推导出计算加速度的公式；4.提供练习题，让学生运用牛顿第二定律解决与力和运动相关的问题；5.讲解解题方法和注意事项，解答学生可能遇到的问题。

五、教学评估1.在课堂上观察学生的讨论和参与情况，评估学生对牛顿第二定律的理解程度；2.布置小作业，让学生运用牛顿第二定律解决问题，并从中评估学生的应用能力和解题思路；3.设计小测验，测试学生对牛顿第二定律的掌握情况。

六、教学延伸1.继续探索运动和力的关系，引入牛顿第一定律和第三定律的概念，深入了解力的性质；2.进行实验，观察不同物体在相同作用力下的加速度差异，拓展学生对牛顿第二定律的理解。

七、教学资源1.教科书中关于牛顿第二定律的章节；2.物理实验室和实验设备。

以上是关于物理教案－牛顿第二定律的内容，通过本课的学习，学生能够理解牛顿第二定律的概念和表达方式，并能够运用该定律解决与力和运动相关的问题。

希望本教案能够帮助学生在物理学习中更好地理解和应用牛顿第二定律。

物理课教案牛顿第二定律实验主题：物理课教案-牛顿第二定律实验引言：物理是一门研究物质和能量之间相互作用的学科，是培养学生科学思维和实践能力的重要课程之一。

而牛顿第二定律是力学的基础，通过这个实验，我们可以深入理解和验证牛顿第二定律的原理。

本教案将介绍如何进行牛顿第二定律实验，并探讨实验结果和结论的科学意义。

一、实验目的：通过本实验，学生将会：1. 了解和掌握牛顿第二定律的基本概念；2. 学习设计并进行实验，验证牛顿第二定律；3. 锻炼观察、记录和分析实验数据的能力；4. 培养合作与探究精神。

二、实验原理：牛顿第二定律是指物体的运动状态将发生变化时，作用在物体上的力与物体的质量和加速度之间的关系。

它可以用以下公式表示：F = m * a其中，F 为作用在物体上的力（单位为牛顿 N）；m 为物体的质量（单位为千克 kg）；a 为物体的加速度（单位为米每秒平方 m/s^2）。

三、实验材料和设备：1. 直线轨道：用于使物体在无摩擦的条件下运动；2. 弹簧测力计：用于测量作用在物体上的力；3. 不同质量的物块：用于验证牛顿第二定律。

四、实验步骤：1. 准备工作：a. 将直线轨道放置在水平台面上，并确保其表面光滑；b. 安装弹簧测力计，并将其固定在轨道的一端；c. 观察直线轨道的起点和终点，确定合适的距离。

2. 进行实验：a. 将轨道的另一端放置一个较重的物块作为固定重物；b. 在测力计的另一端挂上一个质量较小的物块，使整个系统达到静止状态；c. 用手指轻推挂在测力计上的物块，使其沿轨道运动，并记录所受的牵引力；d. 更换不同质量的物块，重复步骤 c，并记录每次实验的数据。

3. 数据处理：a. 绘制力与加速度之间的关系曲线；b. 分析曲线的趋势和规律，并计算出斜率；c. 通过计算得到的斜率值，验证牛顿第二定律；d. 比较不同质量物块的实验结果，进一步验证牛顿第二定律的正确性。

五、实验结果和结论：1. 实验数据的分析表明，所受的力与物体的质量和加速度成正比，验证了牛顿第二定律的准确性；2. 实验结果还表明，所受的力与物体的质量呈直线关系，而与加速度呈反比关系；3. 牛顿第二定律的意义在于揭示了物体运动状态的变化与作用力之间的关系，为描述和预测物体运动提供了科学依据。

《牛顿第二定律》教案一、教学目标（一）知识与技能1．掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式。

2. 理解公式中各物理量的意义及相互关系。

3．知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。

4．会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。

（二）过程与方法1．渗透物理学研究方法的教育。

2．认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。

3．通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活，激发学生学习物理的兴趣。

（三）情感态度与价值观1．渗透物理学研究方法的教育。

2．认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。

二、教学重点通过课本，牛顿第二定律。

三、教学难点1．牛顿第二定律的理解。

2．理解k＝1时，F=ma。

四、教学准备多媒体课件、粉笔、图片。

五、教学过程新课导入：师：利用多媒体播放上节课做实验的过程，引起学生的回忆，激发学生的兴趣，使学生再一次体会成功的喜悦，迅速把课堂氛围变成研究讨论影响物体加速度原因这一课题中去．学生观看，讨论上节课的实验过程和实验结果。

师：通过上一节课的实验，我们知道当物体所受的力不变时物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系？生：当物体所受的力不变时物体运动的加速度与物体所受的作用力成正比。

师：当物体所受力不变时物体的加速度与其质量之间存在什么关系？生：当物体所受的力不变时物体的加速度与物体的质量成反比。

师：当物体所受的力和物体的质量都发生变化时，物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢？新课讲解：一、牛顿第二定律师：通过上一节课的实验，我们再一次证明了：物体的加速度与物体的合外力成正比，与物体的质量成反比。

师：如何用数学式子把以上的结论表示出来？生：a∝F/m师：如何把以上式子写成等式？生：需要引入比例常数ka＝kF/m师：我们可以把上式再变形为F=kma选取合适的单位，上式可以，简化。

前面已经学过，在国际单位制中力的单位是牛顿．其实，国际上牛顿这个单位是这样定义的：质量为1 kg的物体，获得1 m／s2的加速度时，受到的合外力为1 N，即1 N=1 kg·m／s2可见，如果各量都采用国际单位，则k=1，F＝ma这就是牛顿第二定律的数学表达式。

大学物理实验教案：牛顿运动定律的验证一、引言在大学物理课程中，牛顿运动定律是最基础、也是最重要的内容之一。

为了帮助学生更好地理解和掌握牛顿运动定律，我们设计了本次实验，旨在通过具体的实验操作和数据分析来验证牛顿第二定律，并深入理解质点受力与运动规律之间的关系。

二、实验目的1.掌握使用一维直线运动轨迹装置进行实验的方法；2.掌握通过数据处理绘制合适途程图像以验证牛顿第二定律；3.加深对质点受力与加速度之间关系的理解。

三、实验器材和材料1.一维直线运动轨迹装置；2.滑块；3.弹簧秤；4.计时器；5.起始位置标记物。

四、实验步骤1.将滑块装到一维直线运动轨迹上，并将起始位置标记物放置在滑块初始位置处。

2.确保滑块无摩擦地沿着轨道运动。

3.通过实验装置的刻度标定确定滑块的位置与时间之间的关系。

4.调整弹簧秤，将其固定在滑块上，并记录下秤示数。

5.针对不同力加在滑块上，重复步骤3和步骤4，记录下对应的位置与时间关系以及弹簧秤示数。

6.根据数据绘制途程图像分析得出结论。

五、实验数据处理与分析根据实验记录的位置与时间关系，我们可以计算出滑块的速度。

然后利用牛顿第二定律公式 F=ma，结合实验中施加在滑块上的力和由弹簧秤测得的质量，计算出滑块在不同受力情况下所产生的加速度。

通过比较不同受力条件下得到的加速度与牛顿第二定律公式预测得到的加速度是否相等来验证牛顿运动定律。

六、实验结果与讨论经过数据处理和分析，我们绘制了不同受力条件下滑块的途程图像，并计算了对应的加速度。

通过比较实际测量得到的加速度和理论预测的加速度，我们发现二者非常接近，验证了牛顿运动定律在本实验中的成立。

七、实验结论通过本次实验，我们成功地验证了牛顿运动定律中的第二定律。

实验结果表明，在一维直线运动中，质点受力与产生的加速度之间遵循牛顿第二定律的关系。

八、实验注意事项1.操作过程需小心谨慎，防止意外发生；2.实验设备要保持干净整洁，并检查是否正常工作；3.实验数据要准确记录，并进行有效处理和分析；4.注意安全措施，避免伤害自己或他人。

1. 知识与技能：理解牛顿第二定律的物理意义，掌握牛顿第二定律的表达式，能够运用牛顿第二定律解决实际问题。

2. 过程与方法：通过实验探究，了解加速度、力和质量三者之间的关系，培养学生的实验操作能力和数据分析能力。

3. 情感态度与价值观：激发学生对物理学的兴趣，培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。

二、教学重点1. 牛顿第二定律的物理意义和表达式。

2. 加速度、力和质量三者之间的关系。

3. 牛顿第二定律在实际问题中的应用。

三、教学难点1. 牛顿第二定律的物理意义和表达式的理解。

2. 加速度、力和质量三者之间关系的探究。

3. 牛顿第二定律在实际问题中的应用。

四、教学过程1. 导入新课（1）回顾牛顿第一定律和牛顿第三定律。

（2）提出问题：力是如何影响物体的运动状态？2. 牛顿第二定律的推导（1）通过实验探究，观察物体在不同力作用下的运动状态。

（2）引导学生分析实验数据，归纳出加速度、力和质量三者之间的关系。

（3）推导出牛顿第二定律的表达式：F=ma。

3. 牛顿第二定律的应用（1）举例说明牛顿第二定律在实际问题中的应用。

（2）引导学生运用牛顿第二定律解决实际问题。

4. 课堂小结（1）回顾本节课所学内容。

（2）总结牛顿第二定律的物理意义和表达式。

（3）强调牛顿第二定律在实际问题中的应用。

5. 作业布置（1）完成课后习题，巩固所学知识。

（2）收集生活中的实例，运用牛顿第二定律进行分析。

五、教学反思1. 在教学过程中，注重启发式教学，引导学生积极参与课堂讨论，提高学生的思维能力。

2. 通过实验探究，让学生直观地了解加速度、力和质量三者之间的关系，提高学生的实验操作能力和数据分析能力。

3. 注重牛顿第二定律在实际问题中的应用，培养学生的实际应用能力。

4. 在教学过程中，关注学生的个体差异，针对不同层次的学生进行分层教学，提高教学效果。

5. 反思教学过程中存在的问题，不断改进教学方法，提高教学质量。

大学物理教案：牛顿第二定律介绍本教案旨在介绍牛顿第二定律，它是力学中最经典且最基础的定律之一。

掌握和理解牛顿第二定律对于学习和应用物理非常重要。

1. 牛顿第二定律的定义牛顿第二定律描述了一个物体受到的合力与其加速度之间的关系。

数学表达式为：F = ma其中： - F表示作用在物体上的合力（单位为牛顿，N）； - m表示物体的质量（单位为千克，kg）；- a表示物体的加速度（单位为米每秒平方，m/s²）。

2. 动手实验：验证牛顿第二定律通过进行以下实验，我们将验证牛顿第二定律，并深入理解该定律在现实生活中的应用。

实验材料：•平滑水平面•弹簧测力计•物块实验步骤：1.将平滑水平面放置于桌子上。

2.使用弹簧测力计测量并记录有物块时的质量。

3.在平滑水平面上放置物块，使其处于静止状态。

4.缓慢地用手施加一个恒定的水平力来推动物块。

5.记录拉力计的示数和物块的加速度。

6.重复步骤4和5多次，并计算平均值。

分析与讨论：根据测得的数据，通过绘制图表并分析结果，验证牛顿第二定律。

比较实验中施加在物块上的合力大小以及相应的加速度，确保它们之间存在直线关系，验证了牛顿第二定律。

3. 牛顿第二定律的应用举例牛顿第二定律在生活中有着广泛的应用。

以下是一些典型例子：汽车加速与刹车根据牛顿第二定律，汽车的加速度取决于发动机产生的驱动力与汽车质量之间的比例关系。

同样地，刹车时产生负向加速度也可通过改变制动力和汽车质量来实现。

坠落物体通过牛顿第二定律可以解释自由下落物体（忽略空气阻力）在地球表面上以恒定加速度下降。

根据牛顿第二定律，物体的重力作用等于其质量与加速度的乘积。

4. 总结牛顿第二定律是一个关键的物理定律，描述了力、质量和加速度之间的关系。

通过实验和应用举例，我们更好地理解了牛顿第二定律在现实生活中的重要性和应用价值。

注意：此教案仅为示范目的，在实际教学中可根据实际情况适当调整内容和方法。

物理教案牛顿第二定律的实验验证物理教案：牛顿第二定律的实验验证引言：在物理学中，牛顿第二定律是描述力和物体运动的基本定律之一。

通过实验验证牛顿第二定律，可以加深学生对力和运动之间关系的理解。

本教案将介绍一种简单的实验方法，用以验证牛顿第二定律。

一、实验目的验证牛顿第二定律。

二、实验材料1. 悬挂线2. 动力学小车3. 动力学传感器4. 弹簧三、实验步骤1. 将悬挂线通过动力学传感器悬挂在水平方向。

2. 将动力学小车通过弹簧连接到悬挂线上。

3. 施加一个恒定的水平力F在动力学小车上，并记录所施加的力F 的大小和方向。

4. 打开动力学传感器并记录小车的加速度。

四、实验数据处理与分析1. 根据记录的力F的大小，计算所施加的力的大小和方向。

2. 根据记录的小车加速度，计算小车受力的大小。

3. 比较实验结果与牛顿第二定律的预期结果进行对比。

牛顿第二定律的数学表达式为F=ma，其中F为施加的力的大小，m为物体的质量，a为物体的加速度。

若实验结果与预期结果相符，则可以得出结论：实验验证了牛顿第二定律。

五、实验注意事项1. 进行实验时要保证实验室环境安全。

2. 测量数据时要准确、精细。

3. 实验数据处理时要注意计算准确。

六、实验讨论1. 对于实验结果与预期结果相符的情况，可以讨论实验误差的来源，并尝试提出改进方法。

2. 对于实验结果与预期结果不符的情况，可以讨论产生偏差的因素，并探究可能存在的误差来源。

七、延伸拓展1. 可以通过改变施加的力F和物体的质量m，进一步验证牛顿第二定律。

2. 可以设计其他相关实验，探究物体受力及其加速度之间的关系。

结语：通过本实验，学生将能够练习实验操作技巧，加深对牛顿第二定律的理解，并培养实践科学精神。

引导学生通过实验验证的方式，理论联系实际，加深对物理知识的理解和应用。

同时，通过实验讨论和延伸拓展的环节，培养学生的分析问题和解决问题的能力。

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每堂课老师都需要一份完整教学课件，这就要求我们的老师必须认真对待。

教案是学生学好知识的重要途径。

非常欢迎您来阅读我们网页的内容！牛顿第二定律教案【篇1】教学重点：两个公式的建立及应用教学难点：位移公式的建立．主要设计：一、速度和时间的关系1、提问：什么叫匀变速直线运动？什么叫加速度？2、讨论：若某物体做匀加速直线运动，初速度为2m/s，加速度为，则1s内的速度变化量为多少？1s末的速度为多少？2s内的速度变化量为多少？2s末的速度多大？ t s内的速度变化量为多少？ t s末的速度如何计算？3、请同学自由推导：由得到4、讨论：上面讨论中的图像是什么样的？从中可以求出或分析出哪些问题？5、处理例题：（展示课件1）请同学自己画运动过程草图，标出已知、未知，指导同学用正确格式书写．二、位移和时间的关系：1、提出问题：一中第2部分给出的情况．若求1s内的'位移？2s 内的位移？t 秒内的位移？怎么办，引导同学知道，有必要知道位移与时间的对应关系．2、推导：回忆平均速度的定义，给出对于匀变速直线运动，结合，请同学自己推导出．若有的同学提出可由图像法导出，可请他们谈推导的方法．3、思考：由位移公式知 s 是 t 的二次函数，它的图像应该是抛物线，告诉同学一般我们不予讨论．4、例题处理：同学阅读题目后，展示课件2，请同学自己画出运动过程草图，标出已知、未知、进而求解．探究活动请你根据教材练习六中第（4）题描述的情况，自己设计一个实验，看看需要哪些器材，如何测量和记录，实际做一做，并和用公式算得的结果进行对比。

牛顿第二定律教案【篇2】一、教材分析1、地位和作用牛顿运动定律是力学知识的核心内容.将牛顿运动定律与运动学知识结合可推导动量定理、动能定理、动量守恒定律和机械能守恒定律;将牛顿运动定律与万有引力结合,可研究天体运动规律;此外,牛顿运动定律在电磁学、热学中也有广泛的应用。

大学物理实验教案实验名称：牛顿第二定律的验证 实验目的：1．熟悉气垫导轨的构造，掌握正确的使用方法。

2．熟悉光电计时系统的工作原理，学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。

3．学会测量物体的速度和加速度。

4．学习在气垫导轨上验证牛顿第二定律。

实验仪器：气垫导轨（L-QG-T-1500/5.8） 滑块 电脑通用计数器（MUJ-ⅡB ） 电子天平 游标卡尺 气源 砝码实验原理：力学实验最困难的问题就是摩擦力对测量的影响。

气垫导轨就是为消除摩擦而设计的力学实验的装置，它使物体在气垫上运动，避免物体与导轨表面的直接接触，从而消除运动物体与导轨表面的摩擦，让物体只受到几乎可以忽略的摩擦阻力。

利用气垫导轨可以进行许多力学实验，如测定速度、加速度、验证牛顿第二定律、动量守恒定律、研究简谐振动等。

根据牛顿第二定律，对于一定质量m 的物体，其所受的合外力F 和物体所获得的加速度a 之间存在如下关系：ma F = （1）此实验就是测量在不同的F 作用下，运动系统的加速度a ，检验二者之间是否符合上述关系。

在调平导轨的基础上，测出阻尼系数b 后，如下图所示，将细线的一端结在滑块上，另一端绕过滑轮挂上砝码0m 。

此时运动系统（将滑块、滑轮和砝码作为运动系统）所受到的合外力为：c a g m v b g m F )(00-⋅--= （2）式中平均速度v （单位用s m /）与粘性阻尼常量b 之积为滑块与导轨间的粘性阻力，c a g m )(0-为滑轮的摩擦阻力，暂时不考虑这项。

在此方法中运动系统的质量m ，应是滑块质量1m ，全部砝码质量（包括砝码托）∑m 以及滑轮转动惯量的换算质量2r I（I 为滑轮转动惯量，r 为轮的半径）之和，即： 21rIm m m ++=∑ （3）其中2rI由实验室提供。

另外在实验中应将未挂在线上的砝码放在滑块上，保持运动系统质量一定。

3．用测量的F 与a 验证式（1）时，应检验：（1） F 与a 之间是否存在线性关系？当a 、F 的测量组数5>n ，关联系数88.0),(>F a r 时，就可认为a 、F 间存在线性关系。