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驗證牛頓第二定律實驗的註意事項和易錯點

註意事項:

(1)平衡摩擦力和保證m>>m1是減小本實驗系統誤差的關鍵。采用上述“墊板法”平衡摩擦力,不僅操作方便,而且在改變小車質量的實驗中不需再調。這是因為摩擦力和小車所受重力沿斜面方向的分力總是成正比地變化的。所用長木板各部分的平滑程度盡可能要壹致。最好不上漆,刨平後用零號砂紙打磨壹下即可。調勻速時,先進行目測,最後應打壹條紙帶觀察,看是否調到勻速了。為了保證m>>m1,小車質量應足夠大。如果所用小車質量較小,可在小車內裝壹些砝碼以增加總質量。在精確度要求不太高時,砂桶總質量最大不超過小車質量的5%。這時可在兩位有效數字的精度上驗證定律。例如,小車質量為200克,則砂桶最大不超過10克。若需砂桶質量調節範圍大壹些,則應增大小車質量。

(2)本實驗的數據處理主要是用打點紙帶測算加速度,可以用速度-時間圖象求加速度。

(3)分析實驗數據驗證牛頓第二定律時,可以用比例法驗證:即看比值 , , ……等在實驗誤差範圍內是否為同壹恒量(等於小車質量m);乘積m1a1,m2a2,m3a3……等是否為同壹恒量(等於加速力F);也可以作出a-F圖像和a- 圖像,看圖像是否為直線來驗證。由於是驗證性實驗,可以預先讓學生分析作a-m圖像(雙曲線)的弊端,得出作a- 圖像的優點。

(4)如果平衡摩擦力做得不好,則圖像不會通過坐標原點;如果不滿足m>>m1的條件,圖像將會是壹條曲線。出現後壹種情況時,可以采用保證運動系統(小車和砂桶)的總質量不變來消除。辦法是,預先在小車內裝幾個小砝碼,在需要改變加速的力時,把這些砝碼移少量到砂桶內。只要摩擦力能得到較好的平衡,就可以得到過坐標原點的直線。不過,在計算質量時,應把砂桶的總質量考慮在內。

/wu51/wuli/gshiy12.html來源

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