第4讲

实验四 验证牛顿第二定律

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．掌握利用图象处理数据的方法．

探究加速度a与力F及质量m的关系时，应 用的基本方法是控制变量法，即先控制一 个参量——小车的质量m不变，讨论加速度 a与力F的关系，再控制小盘和砝码的质量 不变，即力F不变，改变小车质量m，讨 论加速度a与m的关系．

打点计时器、纸带,复写纸片、小车、一 端附有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细 绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、 砝码.

1．用天平测量小盘的质量m0和小车的质量 M0. 2．把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上， 并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在 长木板上远离滑轮的一端，连接好电路． 3．平衡摩擦力：小车的尾部挂上纸带，纸 带穿过打点计时器的限位孔，将木板无滑 轮的一端稍微垫高一些，使小车在不挂小 盘和砝码的情况下，能沿木板做匀速直线 运动．这样小车所受重力沿木板的分力与

4．把小车停在打点计时器处，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(一)中． 5．改变小盘内砝码的个数，重复步骤4， 并多做几次． 6．保持小盘内的砝码个数不变，在小车上 放上砝码改变小车的质量，让小车在木板

7．改变小车上砝码的个数，重复步骤6， 并将所对应的质量和加速度填入表(二)中． 表(一)

实验次数 加速度a/(m·s－ 2) 小车受力F/N

1 2 3 4

表(二) 实验次 数 1 2 3 加速度 a/(m·s－2) 小车质量 M/kg

8.数据处理 (1)用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用 力F，作用力的大小F等于小盘和砝码的总 重力，根据实验结果在坐标平面上画出相 应的点，如果这些点是在一条过原点的直 线上，便证明了加速度与作用力成正比． (2)用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车 和砝码总质量的倒数，根据实验结果在坐 标平面上画出相应的点，如果这些点是在 一条过原点的直线上，就证明了加速度与

1．一定要做好平衡摩擦力的工作，也就 是调出一个合适的斜面，使小车的重力沿 着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦 阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘 的细线系在小车上，即不要给小车加任何 牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运 动． 2．实验步骤2、3不需要重复，即整个实 验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘

3．每条纸带必须在满足小车与车上所