验证牛顿第二定律实验报告

养 德 励 志 进 取 创 新 贵州省福泉市凤山镇初级中学

团 结 勤 奋 勇 敢 求 实 探究牛顿第一定律实验报告

学校 班级 实验日期 年 月 日

同组人姓名

一、实验名称：探究牛顿第一定律

二、实验目的：通过实验让学生深刻的理解牛顿第一定律的内容和控制变量法的思想；培养学生的总结归纳和推理的能力

三、实验器材：小铁球；斜面；木板；毛巾；粗布条；刻度尺；

四、实验原理：让小铁球从斜面同一高度自由滑下，在粗糙程度不同的平面上运动，测量小铁球的运动距离，并推论当小铁球与平面间没有阻力时小铁球的运动状况。

五、实验操作步骤及要求：

1、如图，让小铁球从斜面顶端滑下，在表面最粗糙的毛巾上运动直到停止，记录小铁球运动的距离S1 ；用同样方法测出小铁球从斜面顶端滑下，在表面较粗糙的棉布上和表面较光滑的水平木板上运动至停止，记录小铁球运动的距离S2 、S3 ，将数据填入下表。

2、比较小铁球在以上三种粗糙程度不同表面上运动距离S1、S2、S3 ，猜测假如平面足够光滑（完全没有摩擦阻力），小铁球的运动情况又会怎样？

六、现象及数据记录：

实验次数 接触面 小车运动距离（L/cm）

1 毛巾 S1 ＝

2 棉布 S2＝

3 木板 S3 ＝

收拾整理器材。

七、实验结论：

1、平面越光滑，小铁球受到的摩擦力越_______，小铁球前进的距离就越___ _____。

2、推论：

3、牛顿第一定律的内容是：

牛顿第二定律实验的创新和改进

作者：徐丽娟

来源：《读写算·基础教育研究》2017年第01期

【摘要】物理实验是科学探究的重要方法，是培养学生的创新思维和实践能力的重要途径。本文以牛顿第二定律实验为例，对课本实验进行创新和改进，主要实现了实验操作过程中“等时性”。实验效果更加明显，帮助学生更好地理解这一经典定律。

【关键词】实验创新力加速度质量

高中物理包含多个概念、多个定律，它们绝大部分的得出都是以坚实的物理实验为基础。物理实验是科学探究的重要方法，它不仅有助于提高教学效率，同时也能提高学生的兴趣和科学创新的能力，帮助他们更好的理解物理知识。而随着新一轮的课改，实驗的创新和改进有了更高的要求，并且在高考中也占据很大的比重。以下以人教版必修1“探究力与加速度、质量的关系”，即牛顿第二定律实验为例，进行创新和改进。

一、教材实验设计

此实验是通过控制变量法，先控制小车质量不变，研究小车的加速度a与受力F的关系；再控制小车受力F不变，研究小车的加速度a与其质量m的关系。

因此，课本设计了如图1，图2的实验装置图，在图二中，通过测量小车的位移，来间接测量两小车的加速度之比。所以，在探究加速度a与质量m和力 F之间关系的过程中，其实就是探究位移与小车质量和小盘及砝码重力之间的关系，位移通过打点计时器打出的纸带间隔来测量。当然，在研究m与a之间的关系，前提要控制两车所受合外力相同，即小盘及砝码质量相等，并且小盘及砝码的质量要远远小于小车质量，除此之外还要平衡两车的摩擦力。

二、存在的问题：

（1）摩擦力完全平衡有难度，对倾斜角度有特定要求，多次实验未必能找准合适的角度，且此操作耗时过多，易分散学生的注意力。

（2）小车质量远远大于小盘及砝码质量，很难实现，如果满足，导致的结果就是纸带上的点很密集，对纸带间隔的位移测量带来很大的误差。

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．验证牛顿第二定律．

3．掌握利用图象处理数据的方法．

二、实验原理

探究加速度a与力F及质量M的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控制一个参量——小车的质量M不变，讨论加速度a与力F的关系，再控制砝码和小盘的质量不变，即力F不变，改变小车质量M，讨论加速度a与M的关系．

三、实验器材

打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板，小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺．

四、实验原理图

五、数据处理

1．把小车在不同力作用下产生的加速度填在下表中：由以上数据画出它的a－F关系

2．把不同质量的小车在相同力作用下产生的加速度填表中：

六、注意事项

1．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上

一块薄木块，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运动状态，这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受重力在斜面方向上的分力平衡．

2．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质量的条件下打出．只有如此，重物重力才可视为小车受到的拉力．

3．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．

[例1] 在验证牛顿第二定律的实 中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M

表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出。

(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．

(2)一同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地确定出加速度a与质量M的关系，应该作a与________的图象．

验证牛顿第二定律实验报告

实验报告：验证牛顿第二定律

引言

牛顿第二定律是经典力学中的重要定律之一，描述了物体受力时加速度的变化情况。本实验旨在通过对物体施加不同大小的力，测量加速度与施加力的关系，验证牛顿第二定律。

实验器材

1、平滑水平面

2、测量刻度尺

3、弹簧测力计

4、单个滑块

实验步骤

1、将实验器材放置在平滑水平面上，确保实验环境的清洁整洁。 2、使用测量刻度尺测量滑块的质量，确认滑块的质量为1.0kg，记录质量值为m。

3、在实验过程中固定滑块，使用弹簧测力计对滑块施加固定的力F，记录所施加的力F值。

4、按照上述方式，除F外，使用不同的力值对滑块施加力，记录所施加的力值和加速度的值。

5、重复以上实验步骤2-4，分别进行3次实验，取平均数作为最终实验结果。

实验结果

测量的加速度数据如下表所示：

F（N） 加速度a（m/s²）

1 1.05

2 2.05

3 2.96

4 4.16

5 4.91 6 6.18

7 6.99

根据实验数据，可以绘制出力与加速度之间的线性关系图，如下图所示：

通过对上述图像进行拟合，可以得到加速度a随所施加力F的变化关系为a = 0.836F + 0.1934，其相关系数R²为0.9975。

结论

根据实验结果和数据分析，可以得出以下结论：

1、牛顿第二定律成立，物体的加速度正比于受到的力，比例常数为物体的质量；

2、在实验中，所施加的力与加速度之间呈现出线性关系；

3、通过实验数据拟合，可以得到加速度a与所施加力F之间的变化关系为a = 0.836F + 0.1934，证明了牛顿第二定律的正确性。

参考文献

无

致谢

感谢实验室中所有老师和同学对本次实验的帮助和支持。