牛顿第二定律实验报告 (2)

时间:2024.4.20

牛顿第二定律实验报告

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.

三、实验器材

     电磁打点计时器,一端附有滑轮的长木板,小车、纸带、沙袋、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.

四、实验步骤

    1.用天平测量沙袋的质量和小车的质量.

    2.把一端附有定滑轮的长木板放在实验台上,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,使小车在收重力的情况下,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.在保证沙袋的质量大于小车质量的条件下,可以近似认为沙袋的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,挂上沙袋,先开始大点,再放车走,让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑打出一条纸带.计算沙袋的重力,即为小车所受的合外力,由纸带计算出小车的加速度,并把力和对应的加速度及小车质量,沙子质量填入表(一)中。

5.用纵坐标表示加速度,横坐标表示作用力,根据实验结果画点描线。

    6.改变沙袋的质量,重复步骤4,并多做几次.

    7.保持沙袋的质量,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.计算砝码和小车的总质量M,并由纸带计算出小车对应的加速度.

8.用纵坐标表示加速度,横坐标表示沙袋质量,根据实验结果画点描线。

9.改变小车上砝码的个数,重复步骤7,并将所对应的质量和加速度填入表(一)中.

五、数据处理

1.打点计时器用50Hz交流电源那么它的周期为0.02秒一点。

2.按纸条计算加速度时我们把六个点(五个间距)看成一个间距s,继续用邻差法计算出加速度

(表一)

五、实验结论:

1.________________________________________________________________ 。

2.________________________________________________________________ 。

六、误差分析

(1)本实验误差的主要来源包括:

1.斜木板的摩擦力是否抵消掉了.

2.小车质量和沙袋质量时候是否合理.

3.打点计时器纸条和计时器间是否有摩擦力.

(2)减小误差的方法:

    1.每一次做实验调消除摩擦力,试车换换的匀速直线运动.

2.小车质量必须大于沙袋质量,此时沙袋失重是对沙袋拉力的影响最小.

3.实验开始必须把大点计时器固定在台阶上,与木板在一条直线上,放纸条是必须是水平与边缘无接触的放好,看纸条是否放在了复写纸的上面还是下面.


第二篇:牛顿第二定律教学案 2


高碑店三中物理学科导学案

课题:4.3牛顿第二定律

主备人:杨少红                     

高一年级       学生姓名:         20##     2     23  

【学习目标】1)深刻理解牛顿第二定律的含义

2)理解公式F=ma中各个物理量的意义,能初步运用F=ma解题

【学习重点】应用牛顿第二定律解题思路的建立

【自学导航】认真预习,就意味着你走上了一条成功的学习之路

一、复习回顾:物体加速度a跟力F、质量m是什么关系?                       

1、加速度与力的关系是:                                      

2、加速度与质量的关系是:                                     

二、怎样理解牛顿第二定律的内容与含义?

阅读、领会教材74页相关内容,回答下列问题:

1、牛顿第二定律的内容:

_______________________________________________________________

2、牛顿第二定律的表达式:            

3、牛顿第二定律表达式中各物理量的准确含义:

F           m_______________a________________

三、力的单位是怎样得到的

1.在选取比例系数k = 1后,就有了1牛顿= _______________

用符号表示为:______________________________

2在选取比例系数k = 1后,牛顿第二定律的数学表达式就可以写成以下最简形式:____________________________

自学效果检测:相信自己,一定能行

1.从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个微小的力去推很重的桌子时,却推不动它,这是因为( )

A.牛顿第二定律不适用于静止的物体

B.桌子的加速度很小,速度增量极小,眼睛不易觉察到

C.推力小于静摩擦力,加速度是负的D.桌子所受的合力为零

2.对牛顿第二定律的理解错误的是(      )、

A、公式F = ma中的F是物体受到的所有力的合力

B、物体受到多个力作用时,一定有加速度

C、加速度的方向总跟合力的方向一致

D、当外力消失时,加速度一定同时消失

3.在牛顿第二定律的表达式F=kma中,有关比例系数k的下列说法中,正确的是(   )

A.在任何情况下k都等于1 B.k的数值由质量、加速度和力的大小决定

Ck的数值由质量、加速度和力的单位决定 D.在国际单位制中,k等于1

预习质疑:预习中,你还有哪些问题?请提出来。

【课堂导学】我参与,我成功,我快乐!

从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个微小的力去推很重的桌子时,却推不动它,为什么?

二、从牛顿第二定律的角度,结合自由落体运动理解为什么G=mg。

三、静止在光滑水平面上木块受到水平向右的力F作用,做怎样的运动?运动一段时间后,力F改为向左,又做怎样的运动?

             典型例题:

例1质量为2 kg的物体,运动的加速度为1 m/s2,则所受合外力大小为多大?若物体所受合外力大小为8N,那么,物体的加速度大小为多大?

例2质量为6×103kg的车,在水平力F=3×104N的牵引下,沿水平地面前进,如果阻力为车重的0.05倍,求车获得的加速度是多少?(g取10 m/s2)

例3质量为2 kg物体静止在光滑的水平面上,若有大小均为10 N的两个外力同时作用于它,一个力水平向东,另一个力水平向南,求它的加速度.

变式训练1用细绳拉着物体竖直向上做匀加速运动,当拉力F=140N时,物体向上的加速度是4m/s2g10m/s2,求物体的质量多大? 

变式训练2物体的质量为m,在空气中运动所受的空气阻力为f,求物体在空气中竖直上升和竖直下降的加速度?并比较大小?

例3、某质量为1 000kg的汽车在平直路面上试车,当达到25m/s的速度时关闭发动机,经过50s停下来,(1)汽车受到的阻力是多大?(2)重新起步加速时牵引力为2 000 N,产生的加速度应为多大?(假定试车过程中汽车受到的阻力不变)

例4 如图所示,位于水平面上质量为M的小木块,在大小为F、方向与水平方向成角的拉力作用下沿地面做加速运动,若木块与地面之间的滑动摩擦因数为,则木块的加速度为多大?

变式训练 质量为2 kg的物体与水平面的动摩擦因数为0.2,现对物体用一向右与水平方向成37°、大小为10 N的斜向上拉力F,使之向右做匀加速直线运动,如图甲所示,求物体运动的加速度的大小.(g10 m/s2.)

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1、下列对于牛顿第二定律的表达式及其变形的理解中正确的是

A可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比

B可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比

C.由可知,物体的加速度与其所受的合外力在正比,与其质量成反比

D.由可知,物体的质量可以通过测量它所受的合外力和它的加速度而求得

2、下列说法中正确的是(      

A.物体所受合力为零时,物体的速度必为零

B.物体所受合力越大,则加速度越大,速度也越大

C.物体的速度方向一定与物体受到的合力的方向一致

D.物体的加速度方向一定与物体受到的合力方向相同

3、水平路面上质量150kg(含人)的人力三轮车,在300N水平人力的作用下做加速度为1.5m/s2的匀加速运动。(g10 m/s2)试求

1)三轮车与地面间的动摩擦因数是多大?

2)如果骑车人停止用力,车的加速度又是多大?

4质量m1=10 kg的物体在竖直向上的恒定拉力F作用下,以a1=2m/s2的加速度匀加速上升,拉力F多大?若将拉力F作用在另一物体上,物体能以a2=2 m/s2的加速度匀加速下降,该物体的质量m2应为多大?(g取10m/s2,空气阻力不计)

5一只装有工件的木箱,质量m40 kg.木箱与水平地面的动摩擦因数μ0.3,现用200N的斜向右下方的力F推木箱,推力的方向与水平面成θ30°角,如4—3—12所示.求木箱的加速度大小.(g9.8 m/s2)

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