PAGEPAGE3实验验证牛顿第二定律一、必记内容：1.实验目的：（1）保持小车质量不变,研究a与F的关系（2）保持拉力不变,研究a与m的关系2.实验原理及实验装置：用细线将小车（质量记为M）和砂桶（内装有细砂,总质量为m）连接起来,构成一个系统.当系统做加速运动时,有:a=mg/(M+m)绳对车的拉力T=Ma=Mmg/(M+m)=,当M〉〉m时,T≈mg.故可通过改变砂桶中细砂的质量来改变拉力的大小,从而验证加速度与拉力的关系；在小车上添加砝码来改变小车的质量,从而验证加速度与质量的关系.3.实验步骤：（1）通过调节木板的倾斜程度,用重力沿斜面的分力来平衡摩擦力.此时不挂砂桶,但应把纸带在打点计时器的限位孔中穿好.（2）保持小车的质量不变,改变砂桶中细砂的质量,测出相应的加速度,验证当M一定时,a与F与关系.（3）保持外力(即砂桶中细砂的质量)不变,在小车上加砝码,测出相应的加速度,验证当作用力一定时,a与M的关系.4.数据记录及处理（1）实验中要测定小桶和细砂的总质量m,小车及砝码的总质量M.（2）要在纸带测出小车的位移.（3）用逐差法处理数据.（4）用图象法处理数据.通过实验所测得的数据,画出a—F图、a—1/M图.正确的实验图线应如图1、2所示.误差分析：（1）未满足M〉〉m这一条件时,会得到图3所示图线.（2）未平衡摩擦力,会得到图4中2所示图线.平衡摩擦力过甚,会得到图4中1所示图线.二、典型习题1.一辆小车放在水平桌面上,现在用两种方式使小车向右作加速运动.第一种情况,对小车加上水平向右大小为10N的拉力（见图5）；第二种情况,通过定滑轮挂上10N的重物（见图6）.试问：(1)两车的加速度大小是否相同.(2)试比较两种情况下加速度的大小关系.图5图62.在探究加速度与力、质量的关系得实验中,得到以下（见图7）三个实验图线a、b、c,描述加速度与质量关系的图线是；加速度与力的关系图线是；图线是描述加速度与质量的倒数关系.a0图a图b图4—10a0a0图c图73.验证牛顿第二定律的实验如下：（1）在探究物体的加速度与力的关系时,应保持不变,分别改变施加在物体上的水平拉力F,测出相对应的加速度a.（2）在探究物体的加速度与物体质量的关系时,应保持不变,分别改变物体的质量m,测出相对应的加速度a.（3）为了更直观地反映物体的加速度a与物体质量m的关系,往往用二者的关系图像表示出来,该关系图象最好应选用.A.a-m图象B.m-a图解C.图解D.图解（4）如果图象是通过坐标原点的一条直线,则说明.A.物体的加速度a与其质量m成正比.B.物体的加速度a与其质量m成反比.C.物体的质量m与其加速度a成反比.D.物体的质量m与其加速度a成反比.（5）如果a-F图像不是一条通过原点的直线,则说明.4.某组同学用下面图8所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验.（1）在探究加速度与力的关系过程中应保持不变,用砝码和盘的的重力作为小车所受外力,利用纸带算出小车的加速度,改变所挂钩码的数量,多次重复测量,进而研究加速度和力的关系.这种研究方法是采________.（2）实验过程中,难以直接得到小车受到的牵引力,所以将砝码和盘的重力近似看作小车的牵引力,那么,可以“将砝码和盘的重力近似看作小车的牵引力”的条件是.（3）（2分）利用上装置做“验证牛顿第二定律”的实验时: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的图像为图9所示中的直线Ⅰ,乙同学画出的图像为图9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图9aFⅡⅠB.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