牛顿第二定律实验

牛顿第二定律实验（一）基本知识一【实验目的】：验证牛顿第二定律，就是验证 （1）物体质量一定时，加速度与合外力成正比； （2）合外力一定时，物体的加速度与质量成反比。

二【实验原理】：控制变量法1、保持研究对象（小车）的质量(M )不变，改变砂桶内砂的质量(m )，即改变牵引力测出小车的对应加速度，用图像法验证加速度是否正比于作用力。

2、保持砂桶内砂的质量(m )不变，改变研究对象的质量(M )，即往小车内加减砝码，测出小车对应的加速度，用图像法验证加速度是否反比于质量。

三【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。

四【实验步骤】1、用天平测出小车和小桶的质量M 0和m 0，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；此时要调整定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中方法打好纸带，做好标记。

五【实验现象和数据】1、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。

2、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。

3、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1M，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。

实验四　验证牛顿第二定律（解析版）1.实验原理 (1)保持质量不变,探究加速度与合力的关系。

(2)保持合力不变,探究加速度与质量的关系。

(3)作出a-F 图象和a-图象,确定其关系。

1m 2.实验器材 打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、砝码、夹子、细绳、交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。

3.实验步骤 (1)测量:用天平测量小盘和砝码的质量m',小车的质量m 。

(2)安装:按照如图所示的装置把实验器材安装好,但是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(不给小车牵引力)。

(3)平衡摩擦力:在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,使小车能匀速下滑。

(4)操作:①小盘通过细绳绕过定滑轮系在小车上,先接通电源,后放开小车,打点结束后先断开电源,再取下纸带。

②保持小车的质量m 不变,改变小盘和砝码的质量m',重复步骤①。

③在每条纸带上选取一段比较理想的部分,测加速度a 。

④描点作图,以m'g 作为拉力F ,作出a-F 图象。

⑤保持小盘和砝码的质量m'不变,改变小车质量m ,重复步骤①和③,作出a-图象。

1m4.数据分析 (1)利用Δx=aT 2及逐差法求a 。

(2)以a 为纵坐标,F 为横坐标,根据各组数据描点,如果这些点在一条过原点的直线上,说明a 与F 成正比。

(3)以a 为纵坐标,为横坐标,描点、连线,如果该线为过原点的直线,就能判定a 与m 成反比。

1m 5.注意事项 (1)平衡摩擦力:适当垫高木板的右端,使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力。

在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细绳系在小车上,让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动。

(2)不重复平衡摩擦力。

(3)实验条件:m ≫m'。

(4)“一先一后一按”:改变拉力或小车质量后,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。

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。

实验：牛顿第二定律实验报告实验报告：牛顿第二定律一、实验目的1.验证牛顿第二定律：力和加速度的关系以及质量和加速度的关系。

2.理解力的概念、分类及作用效果。

3.掌握控制变量法在实验中的应用。

二、实验原理牛顿第二定律指出，物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。

数学公式表示为F=ma，其中F代表作用力，m代表质量，a代表加速度。

三、实验步骤1.准备实验器材：小车、小盘、轨道、金属片、砝码、滑轮、细绳、纸带等。

2.将小车放在轨道上，小盘通过细绳与小车连接，小盘上放置砝码，调整砝码质量。

3.接通电源，打开打点计时器，释放小车，小车在砝码的拉动下开始运动。

4.记录小车的运动情况，包括小车的位移、时间以及加速度。

5.改变砝码的质量，重复步骤3和4，至少进行5组实验。

6.分析实验数据，得出结论。

四、实验数据分析根据表格中的数据，我们可以看出，当作用力（砝码质量）增加时，小车的加速度也相应增加。

当作用力不变时，增加小车的质量会导致加速度减小。

这些数据与牛顿第二定律的理论相符。

五、实验结论通过本实验，我们验证了牛顿第二定律的正确性。

实验结果表明，物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。

实验中我们使用了控制变量法，确保了数据的可靠性。

此外，通过实验，我们进一步理解了力的概念、分类及作用效果，提高了实验操作技能和数据分析能力。

六、实验讨论与改进尽管本次实验取得了成功，但仍存在一些可以改进的地方。

首先，由于实验中使用的砝码质量有限，对于小车加速度的测量可能存在误差。

为了提高实验精度，可以使用更精确的测量设备来记录小车的运动情况。

其次，为了更好地控制实验条件，可以采取一些措施来消除摩擦力等干扰因素的影响。

此外，还可以进一步拓展实验内容，研究不同形状、材料的小车在相同作用力下的加速度情况。

通过不断改进和完善实验方案，我们可以进一步提高实验效果和科学价值。

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。

牛顿第二定律的验证实验报告实验报告：牛顿第二定律的验证摘要：本实验利用移动卡尺，弹簧推动器等实验仪器，通过测量物体的质量，加速度，推力等物理量数据，验证牛顿第二定律——当一个物体受到力作用时，加速度与作用力成正比例，与物体质量成反比例。

引言：牛顿第二定律是经典力学的基石之一，在科学研究和现代生产中有着广泛的应用。

验证牛顿第二定律有利于认识其在生产和科研中的实际应用。

实验装置：本实验的装置如下图所示：实验内容：1.测量运动物体的质量，即挂上物体后引伸计读数的质量M。

2.测量弹簧推动器弹簧长度L0。

3.测量物体做匀加速运动时的时间t。

4.运用公式a=F/M，求出物体的加速度a。

5.利用公式F=-kΔL，求出物体受到的推力F。

6.利用公式F=Ma，验证牛顿第二定律。

实验结果：本实验中取样的数据如下表所示：物品名称质量M（kg）弹簧长度L0（mm）弹簧长度L1（mm）时间t（s）A 0.1 100 150 2.36B 0.2 100 175 1.88C 0.3 100 200 1.54D 0.4 100 220 1.32E 0.5 100 245 1.10根据实验测量后的数据，我们可以确定如下表所示的结果：物品名称质量M（kg）弹簧长度L0（mm）弹簧长度L1（mm）时间t（s）加速度a（m/s^2）推力F（N）A 0.1 100 150 2.36 0.344 0.34B 0.2 100 175 1.88 0.832 0.17C 0.3 100 200 1.54 1.380 0.27D 0.4 100 220 1.32 2.041 0.41E 0.5 100 245 1.10 2.732 0.68根据以上数据计算得到的加速度与推力如图示：结论：物体的加速度与推力满足牛顿二定律。

表中的实验数据和计算结果验证了牛顿第二定律的正确性。

致谢：本实验的成功完成得到了语文老师与物理老师的支持与指导，在此表示由衷的感谢。