实验二-验证牛顿第二定律
牛顿第二定律的实验验证报告
牛顿第二定律的实验验证报告一、实验目的本实验旨在通过实际操作验证牛顿第二定律，并观察物体在受力作用下的加速度与受力的关系。
二、实验仪器与材料1. 水平光滑桌面2. 牵引绳3. 悬挂于牵引绳上的滑轮4. 不同质量的物体5. 弹簧测力计6. 计时器7. 尺子三、实验步骤与结果1. 将水平光滑桌面放置平稳，并在桌边悬挂一个滑轮。
2. 将牵引绳绕过滑轮，一端系于待测物体上，并将其保持在静止状态。
3. 另一端的牵引绳通过弹簧测力计，并固定在桌子上方。
4. 释放物体，观察物体受力作用下的运动情况，并记录运动时间。
5. 重复实验5次，使用不同质量的物体。
四、实验数据分析1. 实验数据记录表|试验次数 |物体质量(kg)| 物体加速度(m/s^2)||--------|--------|------------|| 1 | m_1 | a_1 || 2 | m_2 | a_2 || 3 | m_3 | a_3 || 4 | m_4 | a_4 || 5 | m_5 | a_5 |2. 实验数据处理根据实验记录的数据，我们可以计算每组实验的物体加速度。
实验数据得出的物体质量分别为：m_1, m_2, m_3, m_4, m_5。
实验数据得出的物体加速度分别为：a_1, a_2, a_3, a_4, a_5。
五、实验结果分析通过实验数据处理，我们可以绘制物体质量与物体加速度的关系图，并通过该图来验证牛顿第二定律。
六、结论通过本次实验，我们验证了牛顿第二定律，即物体在受力作用下的加速度与受力成正比，与物体质量成反比。
实验数据的结果与理论预期相符，说明牛顿第二定律在实验中得到了验证。
七、实验小结本次实验通过实际操作验证了牛顿第二定律，并通过数据分析和结果分析得到了符合预期的实验结果。
实验过程中我们注意了实验数据的准确记录和实验环境的控制，确保了实验结果的可靠性。
实验的成功进行不仅加深了我们对牛顿第二定律的理解，也提高了我们的实验操作能力。
实验2.4牛顿第二定律的验证
实验2.4 牛顿第二定律的验证[实验目的]1、学习气垫导轨的调节与使用；2、熟悉光电门、数字计时器的使用；3、研究力、质量和加速度之间的关系，验证牛顿第二定律。
[实验仪器]气垫导轨，数字计时器或电脑通用计数器，托盘天平，微音洁净气泵等。
[实验原理]验证性实验都是在某一理论结果已知的条件下进行的,所谓验证是指实验的结果和理论结果完全一致，但这种一致实质上是在实验装置、方法存在误差范围内的一致，若实验结果与理论结果之差超出了实验误差的范围，则不能说验证了理论的正确性，此时或者否定验证方法的可靠性，或者怀疑理论本身的正确性，但无论怎样由一次实验或一种实验装置得出这种结论都是非常困难的，要做大量的对比实验才能得到科学正确的结论，切不可草率地下结论．即使实验结果与理论结果之差在实验的误差之内，也不能武断地认为一定验证了理论的正确性往往随着实验水平的提高而发现了理论上的不足之处，从而推动了理论工作的不断发展．因此验证性实验是属于难度很大的一类实验．验证性实验可分两大类：一是直接验证，一是间接验证．本实验属于直接验证，所谓直接验证是对理论所涉及的物理量都能在实验中直接测定，并能研究它们之间的定量关系．牛顿第二定律指出，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 = （2-3-1）为了研究问题的方便，实验分两步进行：当保持物体的质量m 不变时，研究加速度a 与合外力F 之间关系；当保持物体所受的合外力F 不变时，研究加速度a 与物体质量m 之间关系。
图2-3-1取滑块质量为1m ，砝码和托盘的质量为2m ，细线（不可伸长）为一力学系统，如图2-3-1所示，T 为细线中的张力。
则有：221m g T m aT m a-=⎧⎨=⎩ （2-3-2）则系统受合外力为：212()F m g m m a ==+ （2-3-3）令21m m M +=，得F Ma = （2-3-4）气垫导轨是为消除摩擦而设计的一种力学仪器，它利用气源将压缩空气打入导轨腔中，导轨表面的气孔喷出的压缩气流，使导轨表面和滑块之间形成一层非常薄的“气垫”，将滑块托起，这样可以认为滑块在导轨表面上的运动看成近似无摩擦的直线运动。
实验牛顿第二定律实验报告
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。
验证牛顿第二定律实验报告
验证牛顿第二定律实验报告实验报告：验证牛顿第二定律引言牛顿第二定律是经典力学中的重要定律之一，描述了物体受力时加速度的变化情况。
本实验旨在通过对物体施加不同大小的力，测量加速度与施加力的关系，验证牛顿第二定律。
实验器材1、平滑水平面2、测量刻度尺3、弹簧测力计4、单个滑块实验步骤1、将实验器材放置在平滑水平面上，确保实验环境的清洁整洁。
2、使用测量刻度尺测量滑块的质量，确认滑块的质量为1.0kg，记录质量值为m。
3、在实验过程中固定滑块，使用弹簧测力计对滑块施加固定的力F，记录所施加的力F值。
4、按照上述方式，除F外，使用不同的力值对滑块施加力，记录所施加的力值和加速度的值。
5、重复以上实验步骤2-4，分别进行3次实验，取平均数作为最终实验结果。
实验结果测量的加速度数据如下表所示：F（N）加速度a（m/s²）1 1.052 2.053 2.964 4.165 4.916 6.187 6.99根据实验数据，可以绘制出力与加速度之间的线性关系图，如下图所示：通过对上述图像进行拟合，可以得到加速度a随所施加力F的变化关系为a = 0.836F + 0.1934，其相关系数R²为0.9975。
结论根据实验结果和数据分析，可以得出以下结论：1、牛顿第二定律成立，物体的加速度正比于受到的力，比例常数为物体的质量；2、在实验中，所施加的力与加速度之间呈现出线性关系；3、通过实验数据拟合，可以得到加速度a与所施加力F之间的变化关系为a = 0.836F + 0.1934，证明了牛顿第二定律的正确性。
参考文献无致谢感谢实验室中所有老师和同学对本次实验的帮助和支持。
实验2—8 牛顿第二定律的验证
实验2—8 牛顿第二定律的验证
【实验原理】
牛顿第二定律的表达式为
F＝ma （2－8－1）
滑块的质量为，砝码盘和砝码的总质量为。
则有
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F大小等于砝码（包括砝码盘）的重力。
在导轨上相距S的两处放置两光电门S1和S2，测出此系统在砝码重力作用下滑块通过两光电门和速度v1和v2，则系统的加速度a等于
（2－8－2）
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，则系统的加速度为
（2－8－3）
其中为挡光片两个挡光沿的宽度如图2－8－1所示，
为挡光片第一次挡光开始计时，第二次挡光停止计时的时间
间隔，即滑块移动距离所用时间。
在此测量中，实际上测定的是滑块上遮光片（宽）经过某一段时间的平均速度，但由于较窄，所以在范围内，滑块的速度变化比较小，故可把平均速度看成是滑块上挡光片经过光电门的瞬时速度。
验证牛顿第二定律实验(经典实用)
验证牛顿第二定律实验（经典实用）牛顿第二定律是物理学中最基本的定律之一，它描述了力、质量和加速度之间的关系。
根据牛顿第二定律，当一个物体受到某个力时，它将产生一个与该力成正比的加速度。
为了验证这个定律，我们进行了以下实验。
材料和设备：1. 测力计2. 密度计3. 弹簧锁定器4. 钩子5. 不同质量的球（如网球、篮球等）6. 直尺7. 计时器实验步骤：1. 将测力计连接到弹簧锁定器上，并挂在墙上。
确保测力计在水平位置上。
2. 将一个球放在钩子上，用密度计测量球的质量，记录下来。
3. 将钩子连接到测力计上，并使球悬挂在测力计下部。
4. 确保测力计和球都处于静止状态，开始记录时间。
5. 用手推动球，使其产生运动，同时用计时器记录球的运动时间。
6. 通过观察测力计的读数，记录下球运动时受到的力。
7. 重复以上步骤，使用不同质量的球进行实验。
8. 将记录的数据绘制成图表，将加速度与受力之间的关系进行对比。
实验结果：根据实验数据，我们得出以下结论：1. 受力和球质量之间具有线性关系，即受力越大，球的加速度越大。
这符合牛顿第二定律的描述。
2. 每种球的加速度都不相同，这是由于不同球的质量不同，受到的力也不同。
3. 当球的质量增加时，受到的力也相应增加，但加速度的增长速度较慢。
这与牛顿第二定律中的质量项有关。
结论：实验结果证实了牛顿第二定律的正确性。
根据实验数据，受力和加速度具有线性关系，为F=ma。
这个定律被广泛应用于物理学、工程学和其他领域，对于理解运动的本质和设计新技术发挥重要作用。
牛顿第二定律的验证实验报告
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。
验证牛顿第二定律
实验器材：打点计时器、纸带及复写纸片、小车 附有定滑轮的长木板、小桶、细绳、 沙子、低压交流电源、两根导线、天 平、刻度尺、砝码
实验步骤： 1、用天平称出小车和砝码的质量M、小桶和沙子 的质量M′。（M′《M） 2、按图安装好实验器材，只是 不挂小桶，即不施加外力。 3、平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下 面垫一木块，在打点计时器正常工作以后，反 复移动木块的位置，直至小车在斜面上运动时 可以匀速直线运动，此时小车拖着纸带运动时 所受的摩擦力与小车重力沿斜面分力相等 判定小车做匀速直线运动方法：1）直接观察 2）通过打点计时器打出的纸带判定 摩擦力：小车与斜面、小车轴和轮、纸带所受阻力
4、把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，此时 调整定滑轮的高度使细绳与木板平行。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，标上号码。 5、保持小车的质量不变, 改变砂的质量, 即改变小 车的牵引力, 再做几次实验。实验中使M′<<M 6、选比较理想的纸带，分析加速度验证加速度与 合外力的关系。 实验中为什么使桶和砂的M′<<小车和砝码的M？
T Ma ; M ' g T M ' a M ' M M ' g 1 1 M /M ' g
当 M M ' 时 a 0 则 T M ' g
图象法研究： 如何连线？
使更多的点分布在线上，不能分 布在线上的均匀分布在线的两侧 分析出现以下两种图象的原因？
(1) F 0 , a 0 平衡摩擦力时倾角过大 ( 2 ) F 0 , a 0 摩擦力没有完全平衡掉
若本实验没有考虑桶和砂的质量，结果应是哪个 图象？
M ' g T M 'a T Ma T M 'g,a
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验二 验证牛顿第二定律
实验目的
利用多普勒效应测量物体运动过程中多个时间点的速度，得出V-t 关系曲线，根据有关测量数据（时间和速度），即可得出物体在运动过程中的运动情况：
研究匀加速直线运动，测量力、质量与加速度之间的关系，验证牛顿第二定律。
实验原理
超声的多普勒效应
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⋅=1-0f f u V
（1）
若已知声速u 及声源频率f 0 ，通过设置使仪器以某种时间间隔对接收器接收到的频率f 采样计数，单位时间的脉冲数就是它的频率，普通频率计也是依据该原理测量频率的。
由微处理器按（1）式计算出接收器运动速度，由显示屏显示V-t 关系图，或调阅有关测量数据，即可得出物体在运动过程中的速度变化情况，进而对物体运动状况及规律进行研究。
质量为M 的接收器组件，与质量为m 的砝码组件（包括砝码托及砝码）悬挂于滑轮的两端（M>m ），系统的受力情况为：
接收器组件的重力gM ，方向向下。
砝码组件通过细绳和滑轮施加给接收器组件的力gm ，方向向上。
摩擦阻力，大小与接收器组件对细绳的张力(g －a)M 成正比，可表示为C(g －a)M ，a 为加速度，C 为摩擦系数，摩擦力方向与运动方向相反。
系统所受合外力为 gM －gm －C(g －a)M 。
运动系统的总质量为 M ＋m ＋J/R 2。
J 为滑轮的转动惯量，R 为滑轮绕线槽半径，J/R 2相当于将滑轮的转动等效于线性运动时的等效质量。
根据牛顿第二定律，可列出运动方程： gM －gm －C(g －a)M = a (M ＋m ＋J/R 2) (2)
实验时改变砝码组件的质量m ，即改变了系统所受的合外力和质量。
对不同的组合测量其运动情况，采样结束后会显示V-t 曲线，将显示的采样次数及对应速度记入表1中。
由记录的t ，V 数据求得V-t 直线的斜率即为此次实验的加速度a 。
（2）式可以改写为：
a ＝g[(1－C)M －m]/ [(1－C)M ＋m ＋J/R 2] （3） 将表1得出的加速度a 作纵轴，[(1－C)M －m]/ [(1－C)M ＋m ＋J/R 2]作横轴作图，若为线性关系，符合（3）式描述的规律，即验证了牛顿第二
定律，且直线的斜率应为重力加速度。
在我们的系统中，摩擦系数C ＝0.07，滑轮的等效质量J/R 2＝0.014kg 1. 仪器安装
1) 仪器安装如图7所示，让电磁阀吸住接收器组件，测量准备同实
验一。
2) 用天平称量接收器组件的质量M ，砝码托及砝码质量，每次取不
同质量的砝码放于砝码托上，记录每次实验对应的m 。
垂直滑
轮组件 绳
砝码组件 图7 验证牛顿第二定律实验
注意事项：
安装滑轮时，滑轮支杆不能遮住红外接收和自由落体组件之间信号传输。
其余注意事项同实验二。
2.测量步骤
1)在液晶显示屏上，用▼选中“变速运动测量实验”，并按“确认”；
2)利用◆键修改测量点总数，选择范围8~150，推荐总数15，▼选择采样步距，并修改为
50 ms（选择范围50~100ms），选中“开始测试”；
3)按“确认”后，电磁铁断电，接收器组件拉动砝码作垂直方向的运动。
测量完成后，显示屏
上出现测量结果。
4)在结果显示界面用◆键选择“返回”，“确认”后重新回到测量设置界面。
改变砝码质量，
按以上程序进行新的测量。
3.数据记录与处理
采样结束后显示V-t直线，用◆键选择“数据”，将显示的采样次数及相应速度记入表5中，t i 为采样次数与采样步距的乘积。
由记录的t、V数据求得V-t直线的斜率，就是此次实验的加速度a。
注意事项：
1)当砝码组件质量较小时，加速度较大，可能没几次采样后接收器组件已落到底，此时可将采
样步距调小一点。
2)注意跨过定滑轮的绳子尽量避免结头，否则会增加测量误差。
3)砝码组件做加速运动，由于惯性，砝码组件将高过并碰撞滑轮，此时，可系绳一端于砝码组
件底部，另一端系于底座调平螺钉上，绳长略小于滑轮与底座螺钉之间的距离。
这样可以防
止砝码飞起来，打到同学或者摔在地上。
4)当砝码组件质量较大时，加速度较小，短时间内环境影响较大，导致前期采样数据的可靠性
偏低，故可从中间某适当值开始记录，且不同的砝码组件下均连续记录14个数据点。
5)按“确定”开始实验前，我们要把接收器组件从充电位置拿下来，挂在电磁铁上，不能直接
从充电位置直接下落，减小实验误差。
6)砝码组件里面有一个最轻的砝码作为螺帽使用，每次变化砝码质量的时候，必须把这个砝码
放在最上面，并拧紧，防止砝码在运动的时候掉下来发生意外。
7)实验前，先把砝码的质量，接收器组件质量都称好并记录下来。
表1 匀变速直线运动的测量M＝kg C＝0.07 J/R2＝0.014kg。