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。
高三期末复习 力学实验一． 验证力的平行四边形法则1．(1)在“互成角度的两个力的合成”实验中，用两个弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使它伸长到某一位置O 点，为了确定两个分力的大小和方向，这一步操作中必须记录的是 ▲A ．橡皮条固定端的位置B ．描下O 点位置和两条细绳套的方向C ．橡皮条伸长后的总长度D ．两个弹簧秤的读数(2)做实验时，根据测量结果在白纸上画出如图所示的图，其中O 为橡皮筋与细绳的结点．图中的 ▲ 是1F 和2F 的合力的理论值； ▲ 是1F 和2F 的合力的实际测量值二．探究弹力和弹簧伸长的关系2.(2014·浙江高考)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图甲连接起来进行探究。
(1)某次测量如图乙所示，指针示数为 cm 。
(2)在弹性限度内，将50g 的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A 、B 的示数LA 和LB 如表。
用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为 N/m(重力加速度g=10m/s2)。
由表中数据 (选填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。
钩码数1 2 3 4 LA/cm15.71 19.71 23.66 27.76 LB/cm29.96 35.76 41.51 47.36三．纸带运算3．【2015新课标II-22】22. （6分）某学生用图（a ）琐事的实验装置测量物块与斜面的懂摩擦因数。
已知打点计时器所用电源的频率为50Hz ，物块下滑过程中所得到的只带的一部分如图（b ）所示，图中标出了5个连续点之间的距离。
（1）物块下滑是的加速度a = m/s2；打点C点时物块的速度V = m/s;（2）已知重力加速度大小为g，求出动摩擦因数，还需测量的物理量是（填正确答案标号）A 物块的质量 B 斜面的高度 C 斜面的倾角四．探究加速度与力、质量的关系4．为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图甲所示的器材：A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量．请思考探究思路并回答下列问题：（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取什么做法?（2）在“探究加度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m数据如下表：根据上述实验数据，用计算机绘制出a m图象如图乙所示：通过对图象（图乙）的观察，可猜想在拉车F一定的情况下a与m的关系可能是：1∝、a m-2a m-∝、3∝等等，为了验证猜想，请在图丙中作出最能直观反映a与m之间关系的图象．a m-（3）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与力F图线如图丁，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因是。
11探究动能定理的创新型实验-高考冲刺100天力学实验精准突破1．某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理.(1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离s ＝____cm ；(2)已知滑块的质量M ,砝码和砝码盘总质量为m .光电门1、2之间的距离S , 测量挡光条的宽度d ，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间Δt 1和Δt 2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F ，为了完成实验，要应用滑块验证动能定理，重力加速度为g.应有关系式：_____________________；(用题目所给物理量表示)(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？________ (填“是”或“否”)【答案】:50.00 22211122d d FS M M t t ⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪∆∆⎝⎭⎝⎭否 【解析】：（1）两光电门中心之间的距离 70.30cm 20.30cm 50.00cm -=（2）滑块通过光电门1速度为11d v t =∆滑块通过光电门2速度为22d v t =∆ 根据功能关系需要验证的关系式为2222212111112222d d FS Mv Mv M M t t ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪∆∆⎝⎭⎝⎭（3）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。
2．某同学用如图所示装置完成探究“合力做功与动能变化的关系”实验，轨道CD 水平，重物通过轻质细线拉着固定有遮光条的小车从A 点由静止开始运动，通过B 点时，与光电门相连的数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为Δt ，用天平测出重物的质量m ，用游标卡尺测量小车上遮光条的宽度d ，用毫米刻度尺测得A 、B 之间的距离为L 。
(1)该同学用游标卡尺测量出遮光条的宽度d =2.85mm ，则该同学用的是______的游标卡尺；（选填“10分度”、“20分度”或“50分度”）(2)计算小车通过B 点时速度的公式v =______；（用所测物理量符号表示）(3)若某次实验中，力传感器的读数为F ，当地重力加速度为g ，则小车从A 点由静止开始运动到B 点过程中，合力对重物所做功W =______，重物动能变化量∆E k =______（用上面所测物理量和已知量的符号表示）。
