整体法验证牛顿第二定律

高中物理第一册P50～51页运用图1所示的光滑水平板、砝码及盘和小车组成的装置验证牛顿第二定律的过程中提到:"小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码(包括砝码盘)所受重力的大小".同时解释说,"砝码跟小车相比质量较小,细绳对小车的拉力可以认为近似地等于砝码所受的重力".     

“恒力做功与动能改变的关系”实验及改进

一、实验概况 本实验为普通高中课程标准实验教科书司南版《物理》必修2的第二章第一节的探究实验,其中课本实验方案如下. (1)用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的砝码相连.改变木板的倾角,以小车重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力,使小车做匀速运动. (2)在细绳另一端挂上砝码,使小车的质量远大于砝码的质量,小车在细线的拉力作用下做匀加速运动.由于砝码质量很小,可以认为小车所受拉力F的大小等于砝码所受的重力大小.     

关于牛顿第二定律演示实验的改进

在新编的全日制普通高级中学教科书中,第三章第三节(牛顿第二定律)中,总结牛顿第二定律的两个关系(加速度和力的关系,加速度和质量的关系)的演示实验过程是这样进行的:在研究加速度和力的关系时取两个质量相同的小车,放在光滑的水平板上,小车的前端各系上细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘里分别放着数目不等的砝码,使两个小车在不同的拉力下,做匀加速运动,小车所受的水平拉力F的大小可以认为近似等于砝码(包括盘)所受重力的大小,车的后端也分别系上细绳,用一只夹子夹住这两根细绳,以同时控制两辆小车,使它们同时开始运动和停止运…     

a-F图线不过原点的原因

例1 在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M的关系时,采用如图1所示的实验装置．小车及车中的砝码质量用M表示,砝码盘及盘中的砝码质量用m表示．     

对“探究a=F/m”实验中条件m〈〈M的剖析

1．提出问题在“探究加速度与力和质量的关系”的实验中,将小车放在水平木板上,平衡摩擦力以后,一般认为小车（M）受到的合力就是砝码及砝码盘的重力（mg）,     

以探究加速度与力、质量关系的实验改进为例谈力学实验的创新

传统的探究加速度与力、质量关系的实验中,近似认为砝码与砝码盘的总重力的大小就是小车所受到的拉力大小,随着砝码的增加这种近似处理所产生的误差也会增加;另外,认为小车所受的拉力为小车的合力的前提是平衡摩擦力,如果摩擦力没有被完全平衡也会引起实验误差.本文将重点从加速度的测量、合力的提供两个方面进行实验的改进和创新.     

突破并不难，审题是关键

基本题在探究“物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系”时,采用如图1所示的实验装置．小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示．     

能用这样的实验研究牛顿第二定律吗?

高中物理课本乙种本是用这样的实验研究牛顿第二定律的。其原理图如下图1: 设桌面是光滑的,这时小车将在恒定的拉力F的作用下作匀加速直线运动。但是,小车受到的拉力F并不是小盘和砝码的共同重力。如果设小车的质量为m,小车的加速度为a,小盘与砝码的共同质量为M,现在隔离体法进行分析如下:     

自制牛顿第二定律探究仪

人教版课标教材必修1第4章第2节“实验：探究加速度与力、质量的关系”所给参考案例有3个缺陷．（1）实验的目的是探究加速度与合力、质量的关系,教材中的实验设计恰恰在合力上出现了系统误差,“小盘和砝码所受的重力,等于使小车做匀加速运动的力（如图1所示）,这两个力只是近似相等,条件是盘和砝码的质量要比小车的质量小很多．     

使用弹簧秤应注意的一个问题

在人教版初中《物理》第一册第十三章第三节滑轮的教学中 ,学生按图 1 (教材图 1 3 1 0 )做实验时 ,竟得出使用定滑轮省一半力的错误结论 ,如图 2 (ｂ)所示 .　图 1　　　　　　　图 2研究后发现 ,图 1 (ｂ)中的弹簧秤接反了 ,按该图的接法 ,实际上等于把弹簧秤所受的重力直接加进了系统 ,相当于在该绳子右端挂了一个与弹簧秤同质量的钩码 ,这样 ,左端绳子所受的拉力就等于人对弹簧秤的拉力 (即弹簧秤的读数 )与弹簧秤所受的重力大小之和 ,也就是说平衡时弹簧秤的示数不等于绳子的拉力 (或左端所挂砝码的重力 ) .我们实验所用钩码质量是 50…     

“运动和力”典型问题分析

例1 如图1所示,质量为2 kg的石块用细绳悬挂后静止在半空中,分析石块受到哪些力的作用?各力的大小、方向如何? 分析和解:取石块为研究对象,因石块与地球和绳之间有相互作用,所以石块受重力G和拉力F两个力的作用,如图2所示.因石块静止,故其所受的重力和拉力是一对平衡力,其合力为零.根据G=mg     

以“整体”为研究对象是否能验证牛顿第二定律

在验证牛顿第二定律的实验中,很多教师都会介绍这样一个拓展实验,如图1所示,将小车与重物组成的整体作为研究对象,通过小车与砝码盘之间砝码的转移来研究整体的合力与加速度之间的关系,那么这种方法的依据是什么？是否合理呢？先来回顾一下以小车为研究对象的实验,在实验中认为绳的拉力等于重物的重力,即T=mg,但由于加速度的存在,受力分析应如图2所示。     

把握示数实质 确保正确解题

1.弹簧秤的示数实质是弹簧秤中的弹簧受到的拉力的大小弹簧秤是利用弹簧发生弹性形变时,其伸长量与它所受的拉力的大小成正比即 f=kx,用伸长量 x 来刻度拉力 f 的大小.不论待测物体处于什么状态,弹簧秤的示数总等于弹簧秤的弹簧所受的拉力,只有当待测物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时弹簧秤对待测物体的拉力才等于物体的重力.例1.如图1所示,M>m,不计绳和滑轮的质量,忽略一切摩擦,则在 M 和 m 匀加速下落的过程中弹簧秤的示数是多少?     

“探究加速度与力、质量的关系”实验的改进

正在"探究加速度与力、质量的关系"实验中,因为钩码在拉动小车运动时,自身处于失重状态,小车的拉力小于自身重力,所以实验给出了约束条件:在m垲M时,钩码对小车的拉力近似等于钩码重力。而这样的道理只有在学生学习了牛顿第二定律后才能理解和接受。鉴于此,某些教辅材料为使小车和钩码质量关系不受约束条件限制,而在小车上固定了一个弹簧测力计,让细绳一端系在测力计上,一端绕过滑轮挂     

两选参考系解一道竞赛题

题目:光滑的水平面上静放小车B,车上有一根直立的杆,它们的总质量为M.小球A的质量为m,通过长为L的不计质量的细绳悬挂于立杆上,绳子不能伸缩.现拉球使细绳水平拉直且系统静止,由此无初速释放小球,如图1.求细绳与竖直线成θ角时,小球的速度大小?分析:小球A与小车B通过细绳的弹力     

“探究加速度与力、质量的关系”实验中的三个要点突破

<正>本文通过具体案例,对“探究加速度与力、质量的关系”实验中“牵引物质量m是否需要远小于小车质量M、图像不过原点的原因、图像发生弯曲原因”这三个要点如何突破进行了探讨。1 牵引物体质量m是否需要远小于小车质量M原理分析:在如图1所示的实验装置中,砝码盘及砝码通过绳子牵引小车运动,将砝码盘及砝码称为牵引物,常见的牵引物还可以是钩码、槽码、沙和沙桶等,设牵引物质量为m,小车的总质量为M。实验中需要测量小车及车上砝码的总质量、     

关于验证牛顿第二定律实验的两个问题

验证牛顿第二定律是课程标准要求的高中基础实验,是高中物理的一个重要实验,此实验成功与否的一个重要的前提是摩擦力的平衡,同时,为了减少系统误差就必须使得绳子的拉力等于钩码的重力。本文着力讨论关于验证牛顿第二定律实验的两个问题,即小车拉纸带与否进行平衡摩擦对实验的影响大小,以及小车的质量与钩码的质量必须满足什么关系才能将绳子的拉力近似看作钩码的重力。     

探究加速度与力的关系实验改进

现行人教版普通高中课程标准实验教科书《物理》(必修1)第71页探究加速度与力的关系实验装置如图1所示。该实验采用控制变量法:要求先控制小车的质量m不变,待平衡桌子的摩擦后再改变砝码盘中砝码的数量,以改变小车受到的拉力F,用打点计时器打出的纸带计算出不同拉力作用下的小车加速度a,再以a为纵轴、F为横轴建立坐标系,     

牛顿第二定律实验设计

高中《物理》第一册第三章有一个演示实验《研究牛顿第二定律》，这个实验是得出牛顿第二定律的基础，但在实验中由于多方面因素的影响（尤其是系统误差），使得通过实验很难得出结论。分析其原因主要有：①小车与桌面间的摩擦力比较大与拉力相比不能忽略；②实际实验中砝码质量与小车质量相比不能忽略，砝码质量太小拉不动小车；③小车运动后用夹子很难使它们同时停下，这样就不能保证时间t相同；④书上实验为一人操作，不方便。为了克服这些因素影响，我对此实验装置进行了重新设计。１实验装置如图１所示：１，２为２个质量均为m的空心金…     

动态平衡中的最小力

1．三力动态平衡例1如图1所示,在细绳的下端挂一物体,用力F拉细绳,使细绳偏离竖直方向α角．保持α角不变,当拉力F与水平方向的夹角β是多大时,拉力F的值最小？