加速度的测定和牛顿运动定律的验证的实验报告

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：速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证

提交形式：在线提交实验报告

号：14457104011 年级专业层次： 学习中心：

提交时间： 2015 年 5 月 19 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 时间内通过的位移为 Δx(x~x+Δx) ,则该 物体在 Δt 时间内的平均速度为 ， 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。但在一定误差范

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：速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证

提交形式：在线提交实验报告

号：14457104011 年级专业层次： 学习中心：

提交时间： 2015 年 5 月 19 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 时间内通过的位移为 Δx(x~x+Δx) ,则该 物体在 Δt 时间内的平均速度为 ， 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。但在一定误差范

掌握母题100例，触类旁通赢高考

高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究母题，掌握母题解法，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。

母题十九．牛顿运动定律应用的瞬时加速度问题

【解法归纳】由牛顿第二定律可知，F=ma，加速度与合外力对应。合外力是产生加速度的原因。只要合外力变化，其加速度一定变化。

典例19（2010全国理综1）如图，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的加速度大小分别为a1、a2重力加速度大小为g。则有 A．a1=0， a2=g B．a1=g，a2=g

m?Mm?M C．a1=0， a2=g D．a1=g ，a2=g

MM图1

【解析】抽出木板前，木块1在重力mg与弹簧弹力F作用下处于平衡状态，F=mg；质量为M的木块2受到木板的支持力F’=Mg+F。在抽出木板的瞬时，弹簧中弹力并未改变，木块1受重力和支持力作用，mg=F，a1=0。木块2受重力和弹簧向

实验四 验证牛顿运动定律

【实验目的】

1.学会用控制变量法研究物理规律; 2.探究a与F、M的关系;

3.掌握利用图象处理数据的方法. 【实验原理】

1.探究a与F、M的关系的实验依据是牛顿运动定律,即F=Ma,当研究对象有两个以上的参量发生变化时,设法控制某些参量使之不变,而研究另外两个参量之间的变化关系的方法叫 .本实验中有力F、质量M和加速度a三个变量,研究加速度a与F及M的关系时,先控制质量M不变,讨论 的关系;然后再控制力F不变,讨论 的关系.

2.实验中需要测量的物理量和测量方法是: 用天平测出.小车受到的拉力F认为等于 .小车的加速度a利用纸带根据 计算 【实验器材】

打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、重物、夹子、细绳、导线、天平(带有一套砝码)、 、 、砝码. 【实验步骤】

1.用天平测出小车和砝码的总质量M,小盘和砝码的总质量m,把数值记录下来.

2.按如图1所示把实

实验四 验证牛顿运动定律

【实验目的】

1.学会用控制变量法研究物理规律;

2.探究a与F、M的关系;

3.掌握利用图象处理数据的方法.

【实验原理】

1.探究a与F、M的关系的实验依据是牛顿运动定律,即F=Ma,当研究对象有两个以上的参量发生变化时,设法控制某些参量使之不变,而研究另外两个参量之间的变化关系的方法叫 .本实验中有力F、质量M和加速度a三个变量,研究加速度a与F及M的关系时,先控制质量M不变,讨论 的关系;然后再控制力F不变,讨论 的关系.

2.实验中需要测量的物理量和测量方法是: 用天平测出.小车受到的拉力F认为等于 .小车的加速度a利用纸带根据 计算

【实验器材】

打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、重物、夹子、细绳、导线、天平(带有一套砝码)、 、 、砝码.

【实验步骤】

1.用天平测出小车和砝码的总质量M,小盘和砝码的总

质量m,把数值记录下来.

2.按如图1所示把实验器材安装好,只是不把悬挂小盘

的细绳系在车上,即不给小车

实验目的和器材

实验原理

探究加速度a与力F及 实 质量M的关系时，应用 验 的基本方法是控制变 目 量法，即先控制一个 的 参量——小车的质量M 不变，探究加速度a与 打点计时器、纸带、复写纸、 力F的关系；再控制小 实 小车、一端附有定滑轮的长 盘和砝码的质量不变， 验 木板、小盘、夹子、细绳、 即力F不变，探究加速 器 低压交流电源、导线、天平、 度a与小车质量M的关 材 刻度尺、砝码、薄木块 系

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.掌握利用图像处理数据的 方法

【实验过程】 一、实验步骤 1.称量质量——用天平测量小盘的质量m0和小车的质 量M0。 2.安装器材——按照如图 所示装置把实验器材安装 好，只是不把悬挂小盘的 细绳系在小车上(即不给 小车牵引力)。 3.平衡摩擦力——在长木板的不带定滑轮的一端下面 垫上一块薄木块，反复移动薄木块的位置，直至小 车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态。

4.让小车靠近打点计时器，挂上小盘和砝码，先接 通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑， 打出一条纸带。计算小盘和砝码的重力，即为小车 所受的合外力，由纸带计算出小车的加速度，并把 力和对应的加速度填入表1中。 表1实验次数

年级 课程标题 一校

高一 黄楠 学科 二校 物理 张琦锋 编稿老师 审核 张晓春 薛海燕 牛顿运动定律的应用——超重和失重；临界问题 一、考点突破 高考对超重和失重部分，考查的热点是产生超重和失重的条件的应用，多以选择题的形式出现。从历年考题来看，应用超重和失重规律解决竖直方向上的动力学问题是计算题考查的重点之一，可以和图象问题相结合，通过识图总结出相应的物理规律和条件，进而应用牛顿运动定律解题。 临界问题是物理学中难度较大的一类问题，在分析此类问题的过程中，要抓住物体的运动过程进行分析，找出临界条件，这也是高考计算题经常考查的地方。 二、重难点提示 重点： 1. 知道什么是超重和失重；知道产生超重和失重的条件，并会应用这些条件进行判断。 2. 分析、解决有关超重和失重的问题。 3. 求解简单的临界问题。 难点： 1. 通过条件判断超重和失重现象。 2. 超重、失重问题和临界问题的分析方法及解题思路的归纳。 1. 超重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 大于 物体所受重力的情况称为超重现象。 产生超重现象的条件是物体具有 竖直向上 的加速度，与物体运动速度的大小和方向无关。 产生超重现象的原因：当物体具

实用精品文献资料分享

2012届高考物理验证牛顿运动定律实验复习教案

实验4 验证牛顿运动定律 牛顿第二定律实验―改“控制变量法”为“补偿法” 江苏省特级教师 戴儒京 著名的也是最重要的“牛顿第二定律实验”，以课程标准为指导而编写的教科书与以前的教科书比较， 把教师演示实验变为学生探索性实验。多年以来，都是教师演示实验，由老师做、老师讲，教科书不把实验的设计展示给学生，而课标教科书则详细写出了实验程序和设计过程。在实验修订本中，关于牛顿第二定律的实验的叙述只用了半页400多字，而在课标教科书中，用了单独的一节即第四章第2节：实验：探究加速度与力、质量的关系，洋洋洒洒3页半，约2000多字, 是原来的5倍多。 实验修订本中，有下列内容（2项）： 书中，有下列内容（7项）： 量的关系 的加速度

实验装置

实验方法 课标教科

加速度与质

怎

怎样测量或比较物体

参考案例

加速度与力的关系

制定实验方案时的两个问题

怎样提供和测量物体所受的恒力

样由实验结果得出结论 通过比较可以知道：实验修订本中的内容只是课标教科书中“怎样测量或比较物体的加速度”和“参考案例”两项内容，也就是说：课标教科书比实验修订本增加了实验设计方法的内容：加速度与力的关系和加速度与质量

丰顺县球山中学高三复习（高一部分）

三、牛顿运动定律的应用

要点归纳

(一)深刻理解牛顿第一、第三定律 1．牛顿第一定律(惯性定律)

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止． (1)理解要点

①运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持． ②它定性地揭示了运动与力的关系：力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因．

③牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例．牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，第二定律定量地给出力与运动的关系．

(2)惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性． ①惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关． ②质量是物体惯性大小的量度． 2．牛顿第三定律

(1)两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，可用公式表示为F＝－F′．

(2)作用力与反作用力一定是同种性质的力，作用效果不能抵消．

(3)牛顿第三定律的应用非常广泛，凡是涉及两个或两个以上物体的物理情境、过程的解答，往往都需要应用这一定律．

(二)牛顿第二定律 1．定律内容

物体的加速度a跟物体所受的合外力F合成正比，跟

牛顿运动定律的应用(二)

专题4 牛顿运动定律的应用(二) 导学目标 1.掌握动力学中的图象问题的分析方法.2.掌握整体法与隔离法在连接问题中的应用方法．

考点一 动力学中的图象问题 考点解读

在牛顿运动定律中有这样一类问题：题目告诉的已知条件是物体在一过程中所受的某个力随时间的变化图线，要求分析物体的运动情况；或者已知物体在一过程中速度、加速度随时间的变化图线，要求分析物体的受力情况，我们把这两种问题称为牛顿运动定律中的图象问题．这类问题的实质仍然是力与运动的关系问题，求解这类问题的关键是理解图象的物理意义，理解图象的轴、点、线、截、斜、面六大功能． 典例剖析

例1 如图1甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过滑块压缩0.4 m锁定．t＝0时解除锁定释放滑块．计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的速度图象如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，倾斜直线Od是t＝0时的速度图线的切线，已知滑块质量m＝2.0 kg，取g＝10 m/s2.求：

图1

(1)滑块与地面间的动摩擦因数；

(2)弹簧的劲度系数．

方法突破 数图结合解决物理问题

物理公式与物理图象的结合是中学物理的重要题型，也是近年高考的热点，特别是v－t图象在考题中出现率极高．对于已知图象