牛頓第二定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)原理如下:
1. 平衡摩擦力:在小車上加一必測(cè)力F,使小車沿木板表面做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)小車受到的滑動(dòng)摩擦力與小車所受的重力成正比,即f=μmg。為了使小車受到的合力等于繩索的拉力,需要平衡摩擦力。
2. 繩索末端掛砝碼的小鉤(或小盤)通過定滑輪與穿過滑輪的繩索與小車相連,逐漸增加鉤碼的數(shù)量,當(dāng)小車整體做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)時(shí),即繩索的拉力等于小車所受的合力時(shí),此時(shí)可認(rèn)為摩擦力已得到平衡。
3. 驗(yàn)證:當(dāng)小車受到的合外力為零(即繩索的拉力等于小車與鉤碼的重力與支持力的合力)時(shí),小車在水平方向上將保持靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)小車的加速度與繩索的拉力成正比。通過改變鉤碼的數(shù)量,多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),繪制出繩索的拉力與小車的加速度的關(guān)系圖象,如果該圖象是一條過原點(diǎn)的直線,則說(shuō)明牛頓第二定律成立。
以上就是牛頓第二定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)原理,希望可以幫助到您。
實(shí)驗(yàn)裝置:小車、細(xì)繩、支架、定滑輪和砝碼等。
實(shí)驗(yàn)原理:根據(jù)牛頓第二定律,小車受到的合外力F等于小車質(zhì)量乘以其加速度a,即F = ma。為了驗(yàn)證這個(gè)關(guān)系,可以通過測(cè)量小車質(zhì)量m和受到的合外力F,以及小車的位移s來(lái)計(jì)算加速度a。
例題:
1. 實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)安裝實(shí)驗(yàn)裝置,將小車放在木板上,細(xì)繩跨過定滑輪與小車相連,砝碼用細(xì)繩懸掛在小車上。
(2)釋放小車,觀察小車的運(yùn)動(dòng)情況,記錄小車的位移s和時(shí)間t。
(3)增加砝碼的質(zhì)量,重復(fù)步驟2和3,再記錄數(shù)據(jù)。
(4)分析數(shù)據(jù)并得出結(jié)論。
2. 注意事項(xiàng):
(1)實(shí)驗(yàn)前需要平衡摩擦力,即調(diào)整木板傾斜角度或涂抹潤(rùn)滑油,使小車受到的摩擦力盡可能小。
(2)測(cè)量時(shí)要保證木板傾角或砝碼質(zhì)量均勻分布在小車重心上方,避免摩擦力的影響。
(3)實(shí)驗(yàn)過程中要保持木板水平或砝碼的質(zhì)量恒定,避免加速度變化影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
通過這個(gè)例題,我們可以了解到牛頓第二定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)原理,并知道如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和注意事項(xiàng)。在實(shí)際操作中,可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化。