验证牛顿第二定律实验中.doc

验证牛顿第二定律实验中，所挂钩码重力等于小车所受拉力吗？使钩码重力远小于小车重力什么意思？ 验证牛顿第二定律的实验中，用钩码的重力来代替小车受到的拉力那么你想想看，小车受到的拉力和重物重力相等吗？不理解就往下看.打个比方来说：——空间中存在50N的力，它去拉一个木块时，这50N的力全部“作用”在了木块上。——而用人的手使出50N的力去拉同样一个木块时，这50N的力在拉动木块的同时，还要拉动“手”本身，是不是有“损耗”？作用在木块上的力自然就小于50N了。同样，钩码拉小车，力本身等于钩码重力，排除空气阻力干扰，在拉动小车同时也在作用于自己，所以小车所受到的力自然小于钩码重力，物理表达式如下：设钩码质量为m，小车质量为M...根据牛顿第二定律可知：mg=(M+m)a , 可推得：a= mg/M+m 拉力为mg没错，此时你看分母，是不是偏大？所以实验要求钩码质量要远小于小车质量.........但钩码加速度等于小车加速度。因为它们所受合外力完全相同。 某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS测小车的加速度．通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条“a一F图线，如图（b）所示．（1）图线 是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；（选填“”或“”）（2）随着钩码的数量增大到一定程度时图（b）的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大，为消除此误差可采取的简便且有效的措施是 C ．调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上长时间缓慢运动（即将小车与传感器发射部分的重力沿轨道方向的分力恰与其所受摩擦力平衡）．在增加钩码数量进行实验的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车与传感器发射部分的总质量C在钩码与细绳之间放置一力传感器，直接得到小车运动的加速度a和力传感器读数F的关系图象D．更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验（3）小车和位移传感器发射部分的总质量m= 0.5 kg；滑块和轨道问的动摩擦因数μ= 0.2 ；考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系． 专题：实验题；牛顿运动定律综合专题． 分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和操作细节；根据a-F图象的特点结合牛顿第二定律求解．理解该实验的实验原理和数据处理以及注意事项，知道实验误差的来源． 解答：解：（1）由图象可知，当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高．所以图线是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的．（2）随着钩码的数量增大到一定程度时图（b）的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大，而我们把用钩码所受重力作为小车所受的拉力，所以消除此误差可采取的简便且有效的措施应该测量出小车所受的拉力，即在钩码与细绳之间放置一力传感器，得到力F的数值，在作出小车运动的加速度a和力传感器读数F的关系图象，故选C．（3）根据F=ma得a-F图象的斜率k= 1 m ，由a-F图象得图象斜率k=2，所以m=0.5kg．由a-F图象得，当F=1N时，物体即将要滑动，即最大静摩擦力等于1N，所以滑块和轨道问的动摩擦因数μ= F mg =0.2故答案为：（1）（2）C（3）0.5，0.2． 点评：对于实验我们要明确实验原理、具体实验操作以及数据处理等，同时要清楚每一项操作存在的理由，只有掌握好了基本知识和基本方法才能顺利解决实验题目，所以要重视基本知识和基本方法的学习和训练． 钩码拉小车类实验中平衡摩擦力与质量条件分析?? 写在前面：在课本“探究加速度与力、质量关系的实验”中，要求钩码质量m和小车质量M的关系为mM，有些同学没有理解该条件的意图，一见到钩码拉小车装置就相当然的要建立平衡摩擦力和mM的条件而出现错误。 一、平衡摩擦力和mM的条件由来 1、平衡摩擦力条件 在探究加速度与力、质量关系的实验中，影响小加速度的力是合力，其中必有绳拉力和摩擦力提供合力，为简便测量起见，将长木板不带定滑轮的一端适当抬高，让重力沿长木反方向的分力也参与合力作用，且该分力与摩摩力是大小相等、方向相反，这样合力作用只用绳拉力这一个力来表示。因此，平衡摩擦力简便合力表达意图，也可以看出，平衡摩擦力条件与质量mM关系没有必然关系。 2、质量mM关系由来 在探究加速度与力、质量关系实验中合力是绳子的拉力，因绳子中的拉力无法直接测量，在此就中钩码的重力代替绳中的拉力，而实际上绳上拉力F=Mmg/(M+m)=mg/(1+m/M)，当