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牛顿第二定律实验总结习题含答案

牛顿第二定律实验总结习题含答案
牛顿第二定律实验总结习题含答案

实验:验证牛顿第二定律

【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。

【实验原理】

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。

【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。

【实验步骤】

1、用天平测出小车和小桶的质量M0和m0,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。

6、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。

7、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。

8、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。

【注意事项】

1、实验中始终要求砂和砂桶的总质量(m )远小于小车和砝码的总质量(M ),一般情况下要满足10m <M 。只有这样,砂和砂桶的总重力才能视为小车所受的拉力。

2、平衡摩擦力时不要挂小桶,但小车要挂纸带并接通打点计时器;有两个作用:一是从纸带上打出的点子来判断小车是否匀速运动,二是在平衡摩擦力时也要平衡振针和纸带之间的摩擦(如果使用电火花计时器,该摩擦可以忽略)。平衡摩擦力是使小车重力沿斜面的分力与小车运动时所受到的所有摩擦力相平衡。

3、小车每次释放前应靠近打点计时器,且先接通电源再释放小车;小车停止运动前应按住小车。

4、由于a ~M 图像是一条曲线,难以判断a 和M 之间的函数关系,从而难以确定a 与M 的

定量关系。从已知的理论看,a ~1M

图像应该是一条直线,为了便于对实验结果作出直观判断,本实验中作a ~1M

图像,而不是作a ~M 图像。

☆☆重要方法与技巧☆☆

【实验误差分析】本实验除了实验仪器、实验条件、操作过程、数据处理带来误差外,更主要是分析实验原理带来的误差;本实验中认为:细绳的拉力等于砂和砂桶的重力,即:T=mg;是实验原理引起误差的根本原因。

T=

M

M+m

mg=

1

1+

m

M

mg;要使T=mg,必须满足的条件是:M>>m。

【实验图像分析】物理中看图像,一看曲直、二看斜率、三看交点、四看面积,并能对他们赋予一定的物理意义。

1、本实验图像弯曲是必然的,并且是向下弯曲;

2、图像弯曲的程度由m

M

的大小确定,只有当M>>m时,图像近似于直线。

3、图像斜率的物理意义:

①当M一定时,a~F图像中,a=1

M

F;其斜率为

1

M

;即a~F图像的斜率为小车质量的倒数。

②当F一定时,a~1

M

图像中,a=F

1

M

;其斜率为F;即a~

1

M

图像的斜率为砂和砂桶的重力。

4、图像是否过原点—反映平衡摩擦力的情况。

☆☆经典例题解与评☆☆

【例题1】如图所示,A、B两条直线是在A、B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别为m A、m

B

的物体得出的两个加速度a与力F的关系图线,由图线分析可知【B】

A.两地的重力加速度g A>g B;

B.m A<m B;

C .两地的重力加速度g A <g B ;

D .m A >m B ;

【解析】由牛顿第二定律得:F -mg =ma ,则:a =1m

F -g ; 在a -F 图象中,斜率为1m ,由图象可知:1m A >1m B

,即:m A <m B ; 由函数关系知,a -F 图象在纵轴上的截距表示重力加速度大小,则g A =g B 。

【练习1】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,在研究加速度a 与小车的质量M 的关系时,由于没有注意始终满足M >>m 的条件,结果得到的图象应是下图中的【D 】

习题

1.关于验证牛顿运动定律的实验,下列说法中符合实际情形的是【D 】

A .通过同时改变小车的质量m 及受到的拉力F 的研究,能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

B .通过保持小车质量不变,只改变小车的拉力的研究,就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

C .通过保持小车受力不变,只改变小车质量的研究,就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系

D .先不改变小车质量,研究加速度与力的关系;再不改变力,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

2.在利用打点计时器和小车来做“验证牛顿运动定律”的实验时,下列说法中正确的是【BCD

A .平衡摩擦力时,应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上

B.连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行

C.平衡摩擦力后,长木板的位置不能移动

D.小车释放前应靠近打点计时器,且应先接电源再释放小车

7.某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,如图所示,图甲为实验装置简图。

(交流电的频率为50Hz)

(1)图乙为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2。(保留两位有效数字)

(2)保持砂和小砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的1

m

;数据如下表:

实验次

12345678

小车加

速度a/m·s

-21.

90

1.

72

1.

49

1.

25

1.

00

0.

75

0.

50

0.

30

小车质

量0.

25

0.

29

0.

33

0.

40

0.

50

0.

71

1.

00

1.

67

-1m

图线,并根据图线求出小车加速度a 与质量倒数1

m 之间

(3

度a 随合力F 的变化图线,如图实所示。该图线不通过原点,其主要原因是: _______________________________________________。

【答案】(1)3.2;(2)a =1

2m 。

(3)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分。 -1

-1

利用气垫导轨验证牛顿第二定律

利用气垫导轨验证牛顿第二定律 ----医学院43210309 林敏 【摘要】:气垫导轨是为研究无摩擦现象而设计的力学实验设备,在导轨表面分布着许多小孔,压缩空气从这些小孔中喷出,在导轨和滑块之间形成了月0.1mm 厚的空气层,即气垫,由于气垫的形成,滑块被托起,使滑块在气垫上作近似无摩擦的运动。利用气垫导轨,再配以光电计时系统和其他辅助部件,可以对做直线运动的物体(即滑块)进行许多研究,如测定速度、加速度、验证牛顿第二定律,研究物体间的碰撞,研究简谐运动的规律等。 【Abstract】:Using the mattress guide, photoelectric timing system and other auxiliary parts. According to the object to do straight-line movement (i.e. the slider), we can do a lot of researches, such as measuring the velocity, acceleration and proving Newton's second law. In addition, it also can research object collisions, study the law of simple harmonic oscillator and so on. 【关键词】气垫导轨、通用计数器、测速的试验方法、牛顿第二定律、控制变量法、导轨调平 实验回顾 【实验目的】 1.熟悉气垫导轨和MUJ-613电脑式数字毫秒计的使用方法。 2.学会测量滑块速度和加速度的方法。 3.研究力、质量和加速度之间的关系,通过测滑块加速度验证牛顿第二定律。

牛顿第二定律练习题(经典好题)

牛顿定律(提高) 1、质量为m 的物体放在粗糙的水平面上,水平拉力F 作用于物体上,物体产生的加速度为a 。若作用在物体上的水平拉力变为2F ,则物体产生的加速度 A 、小于a B 、等于a C 、在a 和2a 之间 D 、大于2a 2、用力F 1单独作用于某一物体上可产生加速度为3m/s 2,力F 2单独作用于这一物体可产生加速度为1m/s 2,若F 1、F 2同时作用于该物体,可能产生的加速度为 A 、1 m/s 2 B 、2 m/s 2 C 、3 m/s 2 D 、4 m/s 2 3、一个物体受到两个互相垂直的外力的作用,已知F 1=6N ,F 2=8N ,物体在这两个力的作用下获得的加速度为2.5m/s 2,那么这个物体的质量为 kg 。 4、如图所示,A 、B 两球的质量均为m ,它们之间用一根轻弹簧相连,放在光滑的水平面上,今用力将球向左推,使弹簧压缩,平衡后突然将F 撤去,则在此瞬间 A 、A 球的加速度为F/2m B 、B 球的加速度为F/m C 、B 球的加速度为F/2m D 、B 球的加速度为0 5如图3-3-1所示,A 、B 两个质量均为m 的小球之间用一根轻弹簧(即不计其 质量)连接,并用细绳悬挂在天花板上,两小球均保持静止.若用火将细绳烧断,则在绳刚断的这一瞬间,A 、B 两球的加速度大小分别是

A.a A=g;a B=gB.a A=2g ;a B=g C.a A=2g ;a B=0 D.a A=0 ;a B=g 6.(8分)如图6所示,θ=370,sin370=0.6,cos370=0.8。箱子重G=200N,箱子与地面的动摩擦因数μ=0.30。(1)要匀速拉动箱子,拉力F为多大? (2)以加速度a=10m/s2加速运动,拉力F为多大? 7如图所示,质量为m的物体在倾角为θ的粗糙斜面下匀速下滑,求物体与斜面间的滑动摩擦因数。 8.(6分)如图10所示,在倾角为α=37°的斜面上有一块竖直放置的档板,在档板和斜

验证牛顿第二定律实验(有标准答案)

验证牛顿第二定律 1.(10分)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。 (1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸袋如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=______m/s2.(结果保留两位有效数字) (2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表:

请根据实验数据作出a-F 的关系图像. (3)根据提供的试验数据作出的a -F 图线,请说明图像不过原点主要原因。 答案: (1) 0.16 (0.15也算对) ;(2)(见图);(3)未计入砝码盘的重力。 解析:(1)处理匀变速直线运动中所打出的纸带,求解加速度用公式2at x =?,关键弄清公式中各个量的物理意义,x ?为连续相等时间内的位移差,t 为连需相等的时间间隔,如果每5个点取一个点,则连续两点的时间间隔为t =0.1s ,=?x (3.68-3.52)210-?m ,带入可得加速度a =0.16m/s 2 。也可以使用最后一段和第二段的位移差求解,得加速度a =0.15m/s 2. (2)根据图中的数据,合理的设计横纵坐标的刻度值,使图线倾斜 程度太小也不能太大,以与水平方向夹角45°左右为宜。由此确定F 的范围从0设置到1N 较合适,而a 则从0到3m/s 2 较合适。设好刻度, 根据数据确定个点的位置,将个点用一条直线连起来,延长交与坐标 轴某一点。如图所示。 (3)处理图象问题要注意图线的斜率、交点、拐点、面积等意义, 能正确理解这些量的意义则很多问题将会迎刃而解。与纵坐标相交而 不过原点,该交点说明当不挂砝码时,小车仍由加速度,即绳对小车仍有拉力,从此拉力的来源考虑很容易得到答案,是因为砝码盘的重力,而在(2)问的图表中只给出了砝码的总重力,而没有考虑砝码盘的重力。 2. 某同学设计了一个探究小车的加速度a 与小车所受拉力F 及质量m 关系的实验,图(a )

牛顿第二定律难题例题及解答

1. 在粗糙的水平面上,物体在水平推力的作用下,由静止开始做匀加速直线运动,经过一段时间后,将水平推力逐渐减小到零(物体不停止),那么,在水平推力减小到零的过程中 A. 物体的速度逐渐减小,加速度逐渐减小 B. 物体的速度逐渐增大,加速度逐渐减小 C. 物体的速度先增大后减小,加速度先增大后减小 D. 物体的速度先增大后减小,加速度先减小后增大 变式1、 2. 如下图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住物体m,现将弹簧压缩到A点,然后释放,物体一直可以运动到B点,如果物体受到的摩擦力恒定,则 A. 物体从A到O先加速后减速 B. 物体从A到O加速,从O到B减速 C. 物体运动到O点时,所受合力为零 D. 以上说法都不对 变式2、 3. 如图所示,固定于水平桌面上的轻弹簧上面放一重物,现用手往下压重物,然后突然松手,在重物脱离弹簧之前,重物的运动为 A. 先加速,后减速 B. 先加速,后匀速 C. 一直加速 D. 一直减速 问题2:牛顿第二定律的基本应用问题: 4. 2003年10月我国成功地发射了载人宇宙飞船,标志着我国的运载火箭技术已跨入世界先进行列,成为第三个实现“飞天”梦想的国家,在某一次火箭发射实验中,若该火箭(连同装载物)的质量,启动后获得的推动力恒为,火箭发射塔高,不计 火箭质量的变化和空气的阻力。(取) 求:(1)该火箭启动后获得的加速度。 (2)该火箭启动后脱离发射塔所需要的时间。

5. 如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向角, 球和车厢相对静止,球的质量为1kg。(g取,,)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况。 (2)求悬线对球的拉力。 6. 如图所示,固定在小车上的折杆∠A=,B端固定一个质量为m的小球,若小车向右的加速度为a,则AB杆对小球的作用力F为() A. 当时,,方向沿AB杆 B. 当时,,方向沿AB杆 C. 无论a取何值,F都等于,方向都沿AB杆 D. 无论a取何值,F都等于,方向不一定沿AB杆 问题3:整体法和隔离法在牛顿第二定律问题中的应用: 7. 一根质量为M的木杆,上端用细线系在天花板上,杆上有一质量为m的小猴,如图所示,若把细线突然剪断,小猴沿杆上爬,并保持与地面的高度不变,求此时木杆下落的加速度。 8. 如图,在倾角为的固定光滑斜面上,有一用绳子拴着的长木板,木板上站着一只猫,已知木板的质量是猫的质量的2倍。当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变。则此时木板沿斜面下滑的加速度为

实验:验证牛顿第二定律习题及详解

实验:验证牛顿第二定律 1.“验证牛顿运动定律”的实验中,以下说法正确的是( ) A.平衡摩擦力时,小盘应用细线通过定滑轮系在小车上 B.实验中应始终保持小车和砝码的质量远远大于小盘和砝码的质量 C.实验中如果用纵坐标表示加速度,用横坐标表示小车和车内砝码的总质量,描出相应的点在一条直线上时,即可证明加速度与质量成反比 D.平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,因为运动过程中纸带也要受到阻力 解析:平衡摩擦力时,细线不能系在小车上,纸带必须连好,故A错D对;小车和砝码的总质量应远大于小盘和砝码的总质量,故B对;若横坐标表示小车和车内砝码的总质量,则a-M图象是双曲线,不是直线,故C错.答案: BD 2.(2011年三明模拟)用如图甲所示的装置做“验证牛顿第二定律”实验,甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图象为图中的直线Ⅰ,乙同学画出的a-F图象为下图中的直线Ⅱ.直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大,明显超出了误差范围,下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释,其中可能正确的是( ) A.实验前甲同学没有平衡摩擦力 B.甲同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了 C.实验前乙同学没有平衡摩擦力 D.乙同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了 解析:由直线Ⅰ可知,甲同学在未对小车施加拉力F时小车就有了加速度,说明在平衡摩擦力时,把木板的末端抬得过高了,B正确,A错误;由直线Ⅱ可知,乙同学在对小车施加了一定的拉力时,小车的加速度仍等于零,故实验前乙同学

没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,C正确,D错误. 答案:BC 3.在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中,某小组设计了如图所示的实验装置.图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过定滑轮并挂上砝码盘,两小车尾部细线连到控制装置上,实验时通过控制装置使两小车同时开始运动,然后同时停止. (1)在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使__________.在实验时,为减小系统误差,应使砝码盘和砝码的总质量________(选填“远大于”、“远小于”或“等于”)小车的质量. (2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小,能这样比较,是因为________. 解析:(1)在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使细线与水平轨道平行,在实验时,为使砝码和盘的总重力近似等于细线的拉力,作为小车所受的合外力,必须满足砝码和盘的总质量远小于小车的质量. (2)因为两小车同时开始运动,同时停止,运动时间相同,由s=1 2 at2可知,a 与s成正比. 答案:(1)小车与滑轮之间的细线与轨道平行远小于 (2)两车从静止开始匀加速直线运动,且两车运动的时间相同,其加速度与位移成正比 4.如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置.

高中物理 专题、牛顿第二定律(实验定律)

二、牛顿第二定律(实验定律) ◎知识梳理 1. 定律内容 物体的加速度a跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量m成反比。 2. 公式: 理解要点: ①因果性:F 是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消合 失; ②方向性:a与都是矢量,,方向严格相同; ③瞬时性和对应性:a为某时刻物体的加速度,是该时刻作用在该物体上的合外力。 ○4牛顿第二定律适用于宏观, 低速运动的情况。 ◎例题评析 【例2】如图,自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度、加速度、合外力的变化情况是怎样的? 【分析与解答】因为速度变大或变小取决于加速度和速度方向的关系, 当a与v同向时,v增大;当a与v反向时,v减小;而a由合外力决定,所以 此题要分析v,a的大小变化,必须先分析小球的受力情况。 小球接触弹簧时受两个力的作用:向下的重力和向上的弹力。在接触的头一阶段,重力大于弹力,小球合力向下,且不断变小(因为F合=mg-kx,而x增大),因而加速度减小(因为a=F/m),由于v方向与a同向,因此速度继续变大。 当弹力增大到大小等于重力时,合外力为零,加速度为零,速度达到最大。 之后,小球由于惯性继续向下运动,但弹力大于重力,合力向上,逐渐变大(因为F=kx-mg=ma),因而加速度向上且变大,因此速度逐渐减小至零。小球不会静止在最低点,以后将被弹簧上推向上运动。 综上分析得:小球向下压弹簧过程,F方向先向下后向上,先变小后交大;a方向先向下后向上,大小先变小后变大;v方向向下,大小先变大后变小。 【注意】在分析物体某一运动过程时,要养成一个科学分析习惯,即:这一过程可否划分为两个或两个以上的不同的小过程,中间是否存在转折点,如上题中弹力等于重力这一位置是一个转折点,以这个转折点分为两个阶段分析。 【例3】如图所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1L2的两根细线上.,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L2水平拉直,物体处于平衡状态,现将L2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。 【分析与解答】

大学物理实验报告范例(验证牛顿第二定律)

大学物理实验报告范例(验证牛顿第二定律)

怀化学院

1 、 速度测量 挡光片宽度Δs 已知,用计时测速仪测出挡光片通过光电门时的挡光时间Δt,即可测出平均速度,因Δs 很小,该平均速度近似为挡光片通过光电门时的瞬时速度,即: 瞬时速度:t s dt ds t s v t ??≈=??=→?lim MUJ-5B 计时仪能直接计算并显示速度。 2、 加速度测量

(1)验证质量不变时,加速度与合外力成正比。 用电子天平称出滑块质量滑块m ,测速仪功能选“加速度”, 按上图所示放置滑块,并在滑块上加4个砝码(每个砝码及砝码盘质量均为5g),将滑块移至远离滑轮一端,使其从静止开始作匀加速运动,记录通过两个光电门之间的加速度。再将滑块上的4个砝码分四次从滑块上移至砝码盘上,重复上述步骤。 (2)验证合外力不变时,加速度与质量成反比。 计时计数测速仪功能设定在“加速度”档。在砝码盘上放一个砝码(即 g m 102=),测量滑块由静止作匀加速运动时的加速度。再将四个配重块(每个配重 块的质量均为m ′=50g)逐次加在滑块上,分别测量出对应的加速度。 【数据处理】 (数据不必在报告里再抄写一遍,要有主要的处理过程和计算公式,要求用作图法处理的应附坐标纸作图或计算机打印的作图) 1、由数据记录表3,可得到a 与F 的关系如下: 由上图可以看出,a 与F 成线性关系,且直线近似过原点。 上图中直线斜率的倒数表示质量,M=1/0.0058=172克,与实际值M=165克的相对误差: %2.4165 165 172=- 可以认为,质量不变时,在误差范围内加速度与合外力成正比。 2、由数据记录表4,可得a 与M 的关系如下:

牛顿第二定律练习题和答案

牛顿第二定律练习题和 答案 公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

牛顿第二定律练习题 一、选择题 1.关于物体运动状态的改变,下列说法中正确的是 [ ] A.物体运动的速率不变,其运动状态就不变 B.物体运动的加速度不变,其运动状态就不变 C.物体运动状态的改变包括两种情况:一是由静止到运动,二是由运动到静止 D.物体的运动速度不变,我们就说它的运动状态不变 2.关于运动和力,正确的说法是 [ ] A.物体速度为零时,合外力一定为零 B.物体作曲线运动,合外力一定是变力 C.物体作直线运动,合外力一定是恒力 D.物体作匀速运动,合外力一定为零 3.在光滑水平面上的木块受到一个方向不变,大小从某一数值逐渐变小的外力作用时,木块将作 [ ] A.匀减速运动B.匀加速运动 C.速度逐渐减小的变加速运动D.速度逐渐增大的变加速运动 4.在牛顿第二定律公式F=km·a中,比例常数k的数值: [ ] A.在任何情况下都等于1 B.k值是由质量、加速度和力的大小决定的 C.k值是由质量、加速度和力的单位决定的

D.在国际单位制中,k的数值一定等于1 5.如图1所示,一小球自空中自由落下,与正下方的直立轻质弹簧接触,直至速度为零的过程中,关于小球运动状态的下列几种描述中,正确的是 [ ] A.接触后,小球作减速运动,加速度的绝对值越来越大,速度越来越小,最后等于零 B.接触后,小球先做加速运动,后做减速运动,其速度先增加后减小直到为零 C.接触后,速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处,加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处 D.接触后,小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方 6.在水平地面上放有一三角形滑块,滑块斜面上有另一小滑块正沿斜面加 速下滑,若三角形滑块始终保持静止,如图2所示.则地面对三角形滑块 [ ] A.有摩擦力作用,方向向右B.有摩擦力作用,方向向左 C.没有摩擦力作用D.条件不足,无法判断 7.设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f和其速度v成正比.则雨滴的运动情况是 [ ] A.先加速后减速,最后静止B.先加速后匀速 C.先加速后减速直至匀速D.加速度逐渐减小到零 8.放在光滑水平面上的物体,在水平拉力F的作用下以加速度a运动,现将拉力F 改为2F(仍然水平方向),物体运动的加速度大小变为a′.则 [ ] A.a′=a B.a<a′<2a C.a′=2a D.a′>2a

《验证牛顿第二定律》实验

《验证牛顿第二定律》实验 【重点知识提示】 1.实验目的、原理 实验目的验证牛顿第二定律,即物体的质量一定时,加速度与作用力成正比;作用力一定时,加速度与 质量成反比.实验原理:利用砂及砂桶通过细线牵引小车做加速运动的方法,采用控制变量法研究上述两组 关系.如图4—6所示,通过适当的调节,使小车所受的阻力忽略,当M 和m 做加速运动时,可以得到 g m M m a += m M M mg T +?= 当M>>m 时,可近似认为小车所受的拉力T 等于mg . 2.平衡摩擦力..... :在长木板的不带滑轮的 一端下面垫上一块薄木板,反复移动其位置, 直至后面的纸带连好并不挂砂桶的小车刚好在斜面上保持匀速 运动为止. 3.注意事项 该实验原理中T=m M M mg +?,可见要在每次实验中均要求............M>>m ....,.只有这样,才能使牵引小车的牵引力近似等于砂及砂桶的重力. 在平衡摩擦力时,垫起的物体的位置要适当,长木板形成的倾角既不能太大也不能太小,同时每次改变M 时,不再重复平衡摩擦力. 【例1】 在《验证牛顿第二定律》的实验中,在研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时,下列说法中错误的是 ( ) A .平衡摩擦力时,应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上 B .每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力 C .实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源 D .小车运动的加速度,可从天平测出装砂小桶和砂的质量m 及小车质量M ,直接用公式a=M mg 求出(m<

牛顿第二定律经典例题

牛顿第二定律应用的问题 1. 力和运动的关系 力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因。由知,加速度与力有直接关系,分析清楚了力,就知道了加速度,而速度与力没有直接关系。速度如何变化需分析加速度方向与速度方向之间的关系,加速度与速度同向时,速度增加;反之减小。在加速度为零时,速度有极值。 例1. 如图1所示,轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中,下列说法中正确的是() 图1 A. 小球刚接触弹簧瞬间速度最大 B. 从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上 C. 从小球接触弹簧到到达最低点,小球的速度先增大后减小 D. 从小球接触弹簧到到达最低点,小球的加速度先减小后增大 例2. 一航天探测器完成对月球的探测任务后,在离开月球的过程中,由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行,先加速运动,再匀速运动,探测器通过喷气而获得推动力,以下关于喷气方向的描述中正确的是() A. 探测器加速运动时,沿直线向后喷气 B. 探测器加速运动时,竖直向下喷气 C. 探测器匀速运动时,竖直向下喷气 D. 探测器匀速运动时,不需要喷气

解析:小球的加速度大小决定于小球受到的合外力。从接触弹簧到到达最低点,弹力从零开始逐渐增大,所以合力先减小后增大,因此加速度先减小后增大。当合力与速度同向时小球速度增大,所以当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大。故选CD。 解析:受力分析如图2所示,探测器沿直线加速运动时,所受合力方向 与运动方向相同,而重力方向竖直向下,由平行四边形定则知推力方向必须斜向上方,由牛顿第三定律可知,喷气方向斜向下方;匀速运动时,所受合力为零,因此推力方向必须竖直向上,喷气方向竖直向下。故正确答案选C。 图2

大学物理实验教案5-牛顿第二定律的验证

大学物理实验教案

实验名称:牛顿第二定律的验证 实验目的: 1.熟悉气垫导轨的构造,掌握正确的使用方法。 2.熟悉光电计时系统的工作原理,学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。 3.学会测量物体的速度和加速度。 4.学习在气垫导轨上验证牛顿第二定律。 实验仪器: 气垫导轨(L-QG-T-1500/5.8) 滑块 电脑通用计数器(MUJ-ⅡB ) 电子天平 游标卡尺 气源 砝码 实验原理: 力学实验最困难的问题就是摩擦力对测量的影响。气垫导轨就是为消除摩擦而设计的力学实验的装置,它使物体在气垫上运动,避免物体与导轨表面的直接接触,从而消除运动物体与导轨表面的摩擦,让物体只受到几乎可以忽略的摩擦阻力。利用气垫导轨可以进行许多力学实验,如测定速度、加速度、验证牛顿第二定律、动量守恒定律、研究简谐振动等。 根据牛顿第二定律,对于一定质量m 的物体,其所受的合外力F 和物体所获得的加速度a 之间存在如下关系: ma F = (1) 此实验就是测量在不同的F 作用下,运动系统的加速度a ,检验二者之间是否符合上述关系。 在调平导轨的基础上,测出阻尼系数b 后,如下图所示,将细线的一端结在滑块上,另一端绕过滑轮挂上砝码0m 。此时运动系统(将滑块、滑轮和砝码作为运动系统)所受到的合外力为: c a g m v b g m F )(00-?--= (2) 式中平均速度v (单位用s m /)与粘性阻尼常量b 之积为滑块与导轨间的粘性阻力, c a g m )(0-为滑轮的摩擦阻力,暂时不考虑这项。 在此方法中运动系统的质量m ,应是滑块质量1m ,全部砝码质量(包括砝码托)∑m 以

牛顿第二定律-优质教案

示范教案 3 牛顿第二定律 整体设计 教材分析 牛顿第二定律是动力学部分的核心内容,它具体地、定量地回答了物体运动状态的变化,即加速度与它所受外力的关系,以及加速度与物体自身的惯性——质量的关系;况且此定律是联系运动学与力学的桥梁,它在中学物理教学中的地位和作用不言而喻,所以本节课的教学对力学是至关重要的.本节课是在上节探究结果的基础上加以归纳总结得出牛顿第二定律的内容,关键是通过实例分析强化训练让学生深入理解,全面掌握牛顿第二定律,会应用牛顿第二定律解决有关问题. 教学重点 牛顿第二定律应用 教学难点 牛顿第二定律的意义 课时安排 1课时 三维目标 1.知识与技能 (1)掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式. (2)理解公式中各物理量的意义及相互关系. (3)知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的. (4)会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算. 2.过程与方法 (1)以实验为基础,归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律. (2)认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法. 3.情感、态度与价值观 渗透物理学研究方法的教育,体验物理方法的魅力. 教学过程 导入新课 情景导入 多媒体播放刘翔在国际比赛中的画面.如图. 边播放边介绍:短跑运动员在起跑时的好坏,对于取得好成绩十分关键,因此,发令枪响必须奋力蹬地,发挥自己的最大体能,以获得最大的加速度,在最短的时间内达到最大的运动速度.我们学习了本节内容后就会知道,运动员是怎样获得最大加速度的.复习导入 利用多媒体播放上节课做实验的过程,引起学生的回忆,激发学生的兴趣,使学生再一

验证牛顿第二定律—气垫导轨实验(一)

中国石油大学(华东)现代远程教育 实验报告 课程名称:大学物理(一) 实验名称:验证牛顿第二定律――气垫导轨 实验(一) 实验形式:在线模拟+现场实践 提交形式:提交书面实验报告 学生:学号: 年级专业层次: 学习中心:

提交时间:年月日 一、实验目的 1.了解气垫导轨的构造和性能,熟悉气垫导轨的调节和使用方法。 2.了解光电计时系统的基本工作原理,学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。 3.掌握在气垫导轨上测定速度、加速度的原理和方法。 4.从实验上验证F=ma的关系式,加深对牛顿第二定律的理解。 5.掌握验证物理规律的基本实验方法。 二、实验原理 1.速度的测量 一个作直线运动的物体,如果在t~t+Δt时间通过的位移为Δx(x~x+Δx),则该物 体在Δt时间的平均速度为,Δt越小,平均速度就越接近于t时刻的实际速度。当Δt→0时,平均速度的极限值就是t时刻(或x位置)的瞬时速度 (1) 实际测量中,计时装置不可能记下Δt→0的时间来,因而直接用式(1)测量某点的速度就难以实现。但在一定误差围,只要取很小的位移Δx,测量对应时间间隔Δt,就可以用平均速度近似代替t时刻到达x点的瞬时速度。本实验中取Δx为定值(约10mm),用光电计时系统测出通过Δx所需的极短时间Δt,较好地解决了瞬时速度的测量问题。2.加速度的测量 在气垫导轨上相距一定距离S的两个位置处各放置一个光电门,分别测出滑块经过这两个位置时的速度v1和v2。对于匀加速直线运动问题,通过加速度、速度、位移及运动时间之间的关系,就可以实现加速度a的测量。 (1)由测量加速度 在气垫导轨上滑块运动经过相隔一定距离的两个光电门时的速度分别为v1和v2,经过两个光电门之间的时间为t21,则加速度a为 (2) 根据式(2)即可计算出滑块的加速度。 (2)由测量加速度 设v1和v2为滑块经过两个光电门的速度,S是两个光电门之间距离,则加速度a为

牛顿第二定律练习题二

项城二高《牛顿第二定律》练习题二(内部资料) 命题人:王留峰日期:2010-12-20 一、选择题 1.静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力,在力刚开始作用的瞬间,下列说法中正确的是(B) A.物体立即获得加速度和速度 B.物体立即获得加速度,但速度仍为零 C.物体立即获得速度,但加速度仍为零 D.物体的速度和加速度仍为零 2. 当作用在物体上的合外力不等于零的情况下,以下说法正确的是( BD ). A. 物体的速度一定越来越大 B. 物体的速度可能越来越小 C. 物体的速度可能不变 D. 物体的速度一定改变 3. 关于惯性,下述说法中正确的是( AC ). A. 物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性 B. 物体静止时有惯性,一但运动起来不再保持原有的运动状态也就失去了惯性 C. 一切物体在任何情况下都有惯性 D. 在相同的外力作用下,获得加速度大的物体惯性大 4. 如图4–1弹簧的拉力为F2,重物对弹簧的拉力为F3,弹簧对钉子的拉力为F4,下面说 法正确的是( BCD ). A. F2、F3是一对作用力,反作用力 B. F1、F3是一对作用力,反作用力 C. F2、F4是同性质的力 D. F2、F3是一对平衡力

5. 下列说法正确的是( BC ). A. 物体在恒力作用下,速度变化率均匀增大 B. 物体在恒力作用下,速度变化率不变 C. 物体在恒力作用下,速度变化率大小与恒力的大小成正比 D. 物体在恒力作用下速度逐渐增大 6. 质量为m的物体,放在水平支持面上,物体以初速度v0在平面上滑行,已 知物体与支持面的摩擦因数为,μ,则物体滑行的距离决定于( A ). A.μ和v0 B.μ和m C. v0和m D.μ、v0和m 7. 下面说法正确的是( C ). A. 物体受的合外力越大,动量越大 B. 物体受的合外力越大,动量变化量越大 C. 物体受的合外力越大,动量变化率越大 D. 物体动量变化快慢与合外力没关系 8. 如图4–2所示,升降机静止时弹簧伸长8cm,运动时弹簧伸长4cm,则升降机的运动 状态可能是( CD ). A. 以a=1m/s2加速下降 B.以a=1m/s2加速上升 C. 以a=4.9m/s2减速上升 D. 以a=4.9m/s2加速下降 9.一质量为2kg的物体同时受到两个力的作用,这两个力的大小分别为2N和6N,当两个力的方向发生变化时,物体的加速度大小可能为( BCD) A.1m/s2 B.2 m/s2 C.3 m/s2 D.4 m/s2 二、填空题 10. 在平直公路上,汽车由静止出发匀加速行驶,通过距离S后,关闭油门,继续滑行2S 距离后停下,加速运动时牵引力为F,则运动受到的平均阻力大小是 F/3 .

验证牛顿第二定律实验

实验:验证牛顿第二定律 一、实验原理 1.如图所示装置,保持小车质量M 不变,改变小桶内砂的质量m ,从而改变细线对小车的牵引力F (当..m .<<..M .时,..F=mg ....近似成立).....,用打点计时器测出小车的对应加速度a ,由多组a 、F 数据作出加速度和力的关系a — F 图线,验证加速度是否与外力成正比。 2.保持小桶和砂的质量不变,在小车上加减砝码, 改变小车的质量M ,测出小车的对应加速度a , 由多组a 、M 数据作出加速度和质量倒数的关系m a 1 -图线, 验证加速度是否与质量成反比。 ▲平衡摩擦力.....的原理:(在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块,使长木板倾斜,便用重力的分力来平衡摩擦力。) 对小车受力分析,小车受到G 、N 和摩擦力f 三力作用,处于平衡状态时, f G x =,y G N =。故当木板倾斜一定角度时,可以用重力的分力x G 来平衡摩擦 力。故验证牛二时,小车受到的拉力F 即为小车的合力。 二、实验器材 小车,砝码,小桶,砂, 细线,附有定滑轮的长木板,垫块,电火花打点计时器,220V 交流电源, 导线两根, 纸带,托盘天平及砝码,米尺。 三、实验步骤 1.用调整好的天平测出小车和小桶的质量M 和m ,把数据记录下来。 2.按如图装置把实验器材安装好,只是不把挂小桶用的细线系在小车上,即不给小车加牵引力。........................... 3.平衡摩擦力.....:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块,反复移动垫块的位置,直至轻轻推一推小车,小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态(可以从纸带上打的点是否均匀来判断)。 4.在小车上加放砝码,小桶里放入适量的砂,把砝码和砂的质量M'和m'记录下来。把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,取下纸带,在纸带上写上编号。 5.保持小车的质量不变,改变砂的质量(要用天平称量),按步骤4再做5次实验。 6.用逐差法... 算出每条纸带对应的加速度的值。 7.用纵坐标表示加速度a ,横坐标表示作用力F ,即砂和桶的总重力(m+m')g ,根据实验结果在坐标平面上描出相应的点,作图线。若图线为一条过原点的直线,就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。 8.保持砂和小桶的质量不变,在小车上加放砝码,重复上面的实验,并做好记录,求出相应的加速度,用纵坐标表示加速度a ,横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数 M M ' +1 ,在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作图线,若图线为一条过原点的直线,就 证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比。 四、注意事项 1.砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的1/10,为什么? 设,小车和砝码总质量为M ,而M 和m 连接在一起运动, 有相同的加速度为a ,求绳子对小车的拉力F 。 解:对M 和m 组成的整体受力分析(只分析外力)如图1,则mg =合 F , 由牛二得:m )a (M +=合 F ,即m mg m M F a += += M 合 对小车受力分析(忽略摩擦力)如图2,则F =合F 由牛二得:m Mmg F += ==M Ma F 合 1 图m M 2 图G N f x y Gx Gy

验证牛顿第二定律参考实验报告

《验证牛顿第二定律》参考实验报告 实验目的 1.熟悉气垫导轨的构造,掌握正确的使用方法。 2.熟悉光电计时系统的工作原理,学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。 3.学会测量物体的速度和加速度。 4.验证牛顿第二定律。 实验仪器 气垫导轨,气源,通用电脑计数器,游标卡尺,物理天平等。 实验原理 牛顿第二定律的表达式为 F =m a (1—1) 验证此定律可分两步 (1)验证m 一定时,a 与F 成正比。 (2)验证F 一定时,a 与m 成反比。 把滑块放在水平导轨上。滑块和砝码相连挂在滑轮上,由砝码盘、滑块、砝码和滑轮组成的这一系统,其系统所受到的合外力大小等于砝码(包括砝码盘)的重力W 减去阻力,在本实验中阻力可忽略,因此砝码的重力W 就等于作用在系统上合外力的大小。系统的质量m 就等于砝码的质量m 1、滑块的质量m 2和滑轮的折合质量2r I 的总和,按牛顿第二定律 a r I m m W )(221++= (1—2) 在导轨上相距S (系统默认S=50cm )的两处放置两光电门k 1和k 2,测出此系统在砝码重力作用下滑块通过两光电门和速度v 1和v 2,则系统的加速度a (可有光电计时器直接读出)等于 S v v a 22122-= (1-3) 在滑块上放置双挡光片,同时利用计时器测出经两光电门的时间间隔,则通过2个光电门的速度为 (用卡尺测出遮光片两挡光沿的宽度d ?,cm d 1=?)(速度可有光电计时器直接读出) 2 211,t d v t d v ??=??= (1-4) 其中d ?为遮光片两个挡光沿的宽度如图1-1所示。在此测量中实际上测 定的是滑块上遮光片(宽d ?)经过某一段时间的平均速度,但由于d ?较 窄,所以在d ?范围内,滑块的速度变化比较小,故可把平均速度看成是滑 块上遮光片经过两光电门的瞬时速度。同样,如果t ?越小(相应的遮光片 宽度d ?也越窄),则平均速度越能准确地反映滑块在该时刻运动的瞬时速 度。 实验步骤 1.调好光电计时器,调整气垫导轨水平 (1)首先检查计时装置是否正常。将计时装置与光电门连接好,要注意套管插头和插孔要正确插入,将两光电门按在导轨上,利用功能键调到加速度,利用转换键调至显示速度和加速度。双挡光片第一次挡光开始计时,第二次挡光停止计时就说明光电计时装置能正常

-牛顿第二定律-练习题经典好题

.-牛顿第二定律-练习题(经典好题)()

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4.3 牛顿第二定律 练习题(经典好题) 正交分解法1: 例. 1.如图5所示:三个共点力,F 1=5N ,F 2=10N ,F 3=15N , θ=60°,它们的合力的x 轴方向的分量F x 为 ________N ,y 轴方向的分量F y 为 N ,合力的大小为 N ,合力方向与x 轴正方向夹角为 。 12. (8分)如图6所示,θ=370,sin370=0.6,cos370=0.8。 箱子重G =200N ,箱子与地面的动摩擦因数μ=0.30。要匀速拉动箱子,拉力F 为多大? 2如图所示,质量为m 的物体在倾角为θ的粗糙斜面下匀速下滑,求物体与斜面间的滑动摩擦因数。 3.(6分)如图10所示,在倾角为α=37°的斜面上有一块竖直放置的档板,在档板和斜面之间放一个重力G=20N 的光滑球,把球的重力沿垂直于斜面和垂直于档板的方向分解为力F 1和F 2,求这两个分力F 1和F 2的大小。 4.质量为m 的物体在恒力F 作用下,F 与水平方向之间的夹角为θ,沿天花板向右做匀速运动,物体与顶板间动摩擦因数为μ,则物体受摩擦力大小为多少? : 5如图所示,物体的质量kg m 4.4=,用与竖直方向成?=37θ的斜向右上方的推力F 把该物 体压在竖直墙壁上,并使它沿墙壁在竖直方向上做匀速直线运动。物体与墙壁间的动摩擦因 数5.0=μ,取重力加速度2/10s m g =,求推力F 的大小。(6.037sin =?,8.037cos =?) 6如图所示,重力为500N 的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200N 的物体,当绳与水平面成60o 角时,物体静止,不计滑轮与绳的摩擦,求地面对人的支持力和摩擦力。 θ 6

关于验证牛顿第二定律实验的典型例题

关于验证牛顿第二定律实验的典型例题 2013.11 典型例题1——在“验证牛顿第二定律”实验中,研究加速度与力的关系时得到如图所示的图像,试分析其原因. 分析:在做关系实验时,用砂和砂桶重力mg代替了小车所受的拉力F,如图所示: 事实上,砂和砂桶的重力mg与小车所受的拉力F是不相等的.这是产生实验系统误差的原因,为此,必须根据牛顿第二定律分析mg和F在产生加速度问题上存在的差别.由图像经过原点知,小车所受的摩擦力已被平衡.设小车实际加速度为a,由牛顿第二定律可得: 即 若视,设这种情况下小车的加速度为,则.在本实验中,M保持不变,与mg(F)成正比,而实际加速度a与mg成非线性关系,且m越大,图像斜率越小。理想情况下,加速度a与实际加速度a差值为 上式可见,m取不同值,不同,m越大,越大,当时,,,这就是 要求该实验必须满足的原因所在. 本题误差是由于砂及砂桶质量较大,不能很好满足造成的. 点评:本实验的误差来源:因原理不完善引起的误差,本实验用砂和砂桶的总重力mg代替小车的拉力,而实际小车所受的拉力要小于砂和砂桶的总重力,这个砂和砂桶的总质量越接近小车和砝码的总质量,误差越大,反之砂和砂桶的总质量越小于小车和砝码的总质量,由此引起的误差就越小.因此满足砂和砂桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M的目的就是为了减小因实验原理不完善而引起的误差.此误差可因 为而减小,但不可能消去此误差. 典型例题2——在利用打点计时器和小车做“验证牛顿第二定律”的实验时,实验前为什么要平衡摩擦力?应当如何平衡摩擦力?

分析:牛顿第二定律表达式中的F,是物体所受的合外力,在本实验中,如果不采用一定的办法平衡小车及纸带所受的摩擦力,小车所受的合外力就不只是细绳的拉力,而应是细绳的拉力和系统所受的摩擦力的合力.因此,在研究加速度a和外力F的关系时,若不计摩擦力,误差较大,若计摩擦力,其大小的测量又很困难;在研究加速度a和质量m的关系时,由于随着小车上的砝码增加,小车与木板间的摩擦力会增大,小车所受的合外力就会变化(此时长板是水平放置的),不满足合外力恒定的实验条件,因此实验前必须平衡摩擦力. 应如何平衡摩擦力?怎样检查平衡的效果?有人是这样操作的;把如图所示装置中的长木板的右端垫高一些,使之形成一个斜面,然后把实验用小车放在长木板上,轻推小车,给小车一个沿斜面向下的初速度,观察小车的运动情况,看其是否做匀速直线运动.如果基本可看作匀速直线运动,就认为平衡效果较好.这样操作有两个问题,一是在实验开始以后,阻碍小车运动的阻力不只是小车受到的摩擦力,还有打点计时器限位孔对纸带的摩擦力及打点时振针对纸带的阻力.在上面的做法中没有考虑后两个阻力,二是检验平衡效果的方法不当,靠眼睛的直接观察判断小车是否做匀速直线运动是很不可靠的.正确的做法是。将长木板的末端(如图中的右端)垫高一些,把小车放在斜面上,轻推小车,给小车一个沿斜面向下的初速度,观察小车的运动,当用眼睛直接观察可认为小车做加速度很小的直线运动以后,保持长木板和水平桌面的夹角不动,并装上打点计时器及纸带,在小车后拖纸带,打点计时器开始打点的情况下,给小车一个沿斜面向下的初速度,使小车沿斜面向下运动.取下纸带后,如果在纸带上打出的点子的间隔基本上均匀,就表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面的分力平衡. 点评:(1)打点计时器工作时,振针对纸带的阻力是周期性变化的,所以,难以做到重力沿斜面方向的分力与阻力始终完全平衡,小车的运动也不是严格的匀速直线运动,纸带上的点子间隔也不可能完全均匀,所以上面提到要求基本均匀. (2)在实验前对摩擦力进行了平衡以后,实验中需在小车上增加或减少砝码,因此为改变小车对木板的压力,从而使摩擦力出现变化,有没有必要重新平衡摩擦力?我们说没有必要,因为由此引起的摩擦力变化 是极其微小的,从理论上讲,在小车及其砝码质量变化时,由力的分解可知,重力沿斜面向下的分力和 垂直斜面方向的分力(大小等于对斜面的压力),在斜面倾角不变的情况下是成比例增大或减小的,进 而重力沿斜面方向的分力和摩擦力f成比例变化,仍能平衡.但实际情况是,纸带所受阻力,在平 衡时有,而当和f成比例变化后,前式不再相等,因而略有变化,另外,小车的轴与轮的摩擦力也会略有变化,在我们的实验中,质量变化较小,所引起的误差可忽略不计. 典型例题3——用如图甲所示的装置研究质量一定时加速度与作用力的关系.实验中认为细绳对小车的作用力F等于砂和桶的总重力,用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F,用打点计时器测出小车的加速度a,得出若干组F和a的数值,然后根据测得的数据作a—F图线.一学生作出如图乙所示的图线,发现横轴上的截距OA较大,明显地超出了偶然误差的范围,这是由于实验中没有进行什么步骤?

最新牛顿第二定律典型例题第

牛顿第二定律典型例题 一、 力、加速度和速度的关系 【例1】 如图所示,自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度、加速度的变化情况如何?最低点的加速度是否比g 大? 二、牛顿第二定律的瞬时性 【例2】如图所示,质量为m 的小球与细线和轻弹簧连接后被悬挂起来,静止平衡时AC 和BC 与过C 的竖直 线的夹角都是600 ,则剪断AC 线瞬间,求小球的加速度;剪断B 处弹簧的瞬间,求小球的加速度. 跟踪练习:如图所示,A 、B 两小球分别连在弹簧两端,B 端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A 、B 两球的加速度分别为(质量分别为M A 、M B ) A .都等于 B . 和0 C .和0 D .0和 三、牛顿第二定律的矢量性 【例3】图表示某人站在一架与水平成θ角的以加速度a 向上运动的自动扶梯台阶上,人的质量为m ,鞋底与阶梯的摩擦系数为μ,求此时人所受的摩擦力。 macos θ 四、牛顿第二定律的同体性 【例4】 一人在井下站在吊台上,用如图5所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量m kg =15,人的质量为M kg =55,起动时吊台向上的加速度是 a m s =022./,求这时人对吊台的压力。 (g m s =982 ./) 解析:2T-(M+m )g=(M+m )a F N +T-Mg=Ma

联立得F N =200N 五.超重 失重 【例5】如图3-2-2所示,质量为m 的人站在放置在升降机中的体重秤上,求;(1)当升降机静止时,体重计的示数为多少?(2)当升降机以大小为a 的加速度竖直加速上升时,体重计的示数为多少?(3)当升降机以大小为a 的加速度竖直加速下降时,体重计的示数为多少?(4)当升降机以大小为a 的加速度竖直减速下降时,体重计的示数为多少?(5)当升降机以大小为a 的加速度竖直减速上升时,体重计的示数为多少? (1)mg (2)m (g+a )(3)m (g-a )(4)m (g+a )(5)m (g-a ) 六、整体法和隔离法的应用 【例6】如图,物体A 叠放在物体B 上,B 置于光滑水平面上,A ,B 质量分别为m A =6kg ,m B =2kg ,A ,B 之间的动摩擦因数μ=0.2,开始时F=10N ,此后逐渐增加,在增大到45N 的过程中,则( ) A .当拉力F <12N 时,两物体均保持静止状态 B .两物体开始没有相对运动,当拉力超过12N 时,开始相对滑动 C .两物体间从受力开始就有相对运动 D .两物体间始终没有相对运动 七、临界问题的分析与计算 【例7】如图所示,斜面是光滑的,一个质量是0.2kg 的小球用细绳吊在倾角为53o 的斜面顶端.斜面静止 时,球紧靠在斜面上,绳与斜面平行;当斜面以8m/s 2 的加速度向右做匀加速运动时,求绳子的拉力及斜面对小球的弹力. 八、传送带问题 【例8】如图所示,传送带以10m/s 的速度顺时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从A →B 的长度L=40m ,则物体从A 到B 需要的时间为多少?)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B 处。求行李从A 处传送到B 处的最短时间和传送带对应的最小运动速率。 5S 、 4S 、20m/s 练习 1、如右图,轻弹簧上端与一质量为m 的木块1相连,下端与另一质量为M 的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木坂上,并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大 A F B

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