牛頓運(yùn)動定律是牛頓第一運(yùn)動定律即慣性定律、牛頓第二運(yùn)動定律和牛頓第三運(yùn)動定律三大經(jīng)典力學(xué)基本定律的總稱。以下是關(guān)于驗證牛頓運(yùn)動定律實驗，敬請參考!
驗證牛頓運(yùn)動定律
一、實驗?zāi)康?/p>
1.學(xué)會用控制變量法研究物理規(guī)律;
2.驗證牛頓第二定律;
3.掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法.
二、實驗原理
1.驗證牛頓運(yùn)動定律的實驗依據(jù)是牛頓運(yùn)動定律，即F=Ma，當(dāng)研究對象有兩個以上的參量發(fā)生變化時，設(shè)法控制某些參量使之不變，而研究另外兩個參量之間的變化關(guān)系的方法叫控制變量法.本實驗中有力F、質(zhì)量M和加速度a三個變量，研究加速度a與F及M的關(guān)系時，先控制質(zhì)量M不變，討論加速度a與力F的關(guān)系;然后再控制力F不變，討論加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系.
2.實驗中需要測量的物理量和測量方法是：小車及砝碼的總質(zhì)量M;用天平測出.
小車受到的拉力F認(rèn)為等于托盤和砝碼的總重力mg.
小車的加速度a利用紙帶根據(jù)Δs=aT2計算.
三、實驗器材
打點(diǎn)計時器、紙帶、復(fù)寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長木板、重物、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺、砝碼.
四、實驗步驟及數(shù)據(jù)處理
1.用天平測出小車和砝碼的總質(zhì)量M，小盤和砝碼的總質(zhì)量m，把數(shù)值記錄下來.
2.按如圖3-4-1所示把實驗器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在車上，即不給小車加牽引力.
3.平衡摩擦力：在長木板不帶定滑輪的一端下面墊一塊木板.反復(fù)移動木板的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動時可以保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài).這時，小車拖著紙帶運(yùn)動時受到的摩擦阻力恰好與小車所受的重力在斜面方向上的分力平衡.
4.把細(xì)繩系在小車上并繞過滑輪懸掛小盤，先接通電源再放開小車，打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，打完點(diǎn)后切斷電源，取下紙帶，在紙帶上標(biāo)上紙帶號碼.
5.保持小車和砝碼的質(zhì)量不變，在小盤里放入適量的砝碼，把小盤和砝碼的總質(zhì)量m′記錄下來，重復(fù)步驟4.在小桶內(nèi)再放入適量砝碼，記錄下小盤和砝碼的總質(zhì)量m″，再重復(fù)步驟4.
6.重復(fù)步驟5兩次，得到三條紙帶.
7.在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，標(biāo)明計數(shù)點(diǎn)，測量計數(shù)點(diǎn)間的距離，算出每條紙帶上的加速度的值.
8.用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示作用力F，作用力的大小F等于小盤和砝碼的總重力，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標(biāo)平面上畫出相應(yīng)的點(diǎn)，如果這些點(diǎn)是在一條過原點(diǎn)的直線上，便證明了加速度與作用力成正比.
9.保持小盤和砝碼的質(zhì)量不變，在小車上加砝碼，重復(fù)上面的實驗，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標(biāo)平面上畫出相應(yīng)的點(diǎn).如果這些點(diǎn)是在一條過原點(diǎn)的直線上，就證明了加速度與質(zhì)量成反比.
五、注意事項
1.一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是調(diào)出一個合適的斜面，使小車的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車受的摩擦阻力.在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細(xì)線系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動.
2.實驗步驟2、3不需要重復(fù)，即整個實驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力.
3.每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出.只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力.
4.改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計時器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車.
5.作圖象時，要使盡可能多的點(diǎn)分布在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線兩側(cè).
6.作圖時兩軸標(biāo)度比例要選擇適當(dāng)，各量須采用國際單位.這樣作圖線時，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過密，誤差會小些.
7.為提高測量精度
(1)應(yīng)舍掉紙帶上開頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量的地方找一個起點(diǎn).
(2)可以把每打五次點(diǎn)的時間作為時間單位，即從開始點(diǎn)起，每五個點(diǎn)標(biāo)出一個計數(shù)點(diǎn)，而相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為T=0.1 s.
六、誤差分析
1.質(zhì)量的測量誤差紙帶上打點(diǎn)計時器打點(diǎn)間隔距離的測量誤差，拉線或紙帶不與木板平行等都會造成誤差.
2.因?qū)嶒炘聿煌晟圃斐烧`差
本實驗中用小盤和砝碼的總重力代替小車受到的拉力(實際上小車受到的拉力要小于小盤和砝碼的總重力)，存在系統(tǒng)誤差.
小盤和砝碼的總質(zhì)量越接近小車的質(zhì)量，誤差就越大;反之，小盤和砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量,誤差就越小.
3.平衡摩擦力不準(zhǔn)造成誤差
在平衡摩擦力時，除了不掛小盤外;其他的都跟正式實驗一樣(比如要掛好紙帶、接通打點(diǎn)計時器)，勻速運(yùn)動的標(biāo)志是打點(diǎn)計時器打出的紙帶上各點(diǎn)的距離相等.
驗證牛頓運(yùn)動定律實驗總結(jié)到這，希望對你有幫助。
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