牛頓第二運動定律的常見表述是:物體加速度的大小跟作用力成正比,跟物體的質量成反比,且與物體質量的倒數成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同。該定律是由艾薩克·牛頓在1687年於《自然哲學的數學原理》一書中提出的。牛頓第二運動定律和第一、第三定律共同組成了牛頓運動定律,闡述了經典力學中基本的運動規律。可以用實驗法驗證:實驗原理:1.保持物體的質量不變,測量物體在不同的外力的作用下的加速度,比較其與理論值之間的百分誤差,並最終驗證牛頓第二定律。2. 保持物體所受外力不變,測量物體在不同質量的情況下的加速度,比較其與理論值之間的百分誤差,並最終驗證牛頓第二定律。作出加速度a與質量的倒數1/M的關係影象。實驗步驟:1、利用天平測出小車和砝碼的總質量,記於表中。2、按照圖1-1將實驗器材安裝好,細繩一端不接砝碼,即不給小車加牽引力。3、平衡摩擦力:調節導軌在打點計時器一側的高度,使得小車在斜面上運動時可以保持勻速直線運動狀態。4、細繩一端繫上一個砝碼。先通電源再放小車,打點計時器在紙帶上打下一系列的點,打完後切斷電源,取下紙帶,並標號記號。5、增加砝碼質量,保持小車和砝碼質量不變,改變鉤吊的砝碼質量,使得其質量遠小於小車和砝碼的總質量,記錄鉤吊的砝碼質量m,重複步驟4.6、重複步驟5三次得到四條紙帶。7、在每條紙帶上選取一段較為理想的部分,標明計數點,測量計數點間的距離,算出每條紙帶上的加速度的值。8、用縱座標表示加速度a,橫座標表示作用力F(F= m‵g),根據實驗結果在座標系中標出相應的點,如果這些點是在一條過原點的直線上,表說明了加速度和作用力成正比。9、保持重物質量不變,在小車上加砝碼,重複上面的實驗,縱座標表示加速度a,橫座標表示小車和砝碼總質量的倒數。根據實驗結果在縱座標平面上畫出相應的點。如果這些點是在一條直線上,就證明了加速度與質量成反比。結果分析:1、保持物體(運動小車)質量不變的情況下,測量加速度與提供外力的關係時,因沒有調平衡,因此在外力小,加速度小的情況下,摩擦力對實驗結果的影響相對較大,當改變外力到一定程度(較大)時,加速度較大,此時同等大小的摩擦力對實驗結果的影響已被削弱,此情況下在誤差允許範圍(<5.0%)時,可驗證牛頓第二定律成立。2、在保持外力不變的情況下,測量加速度與物體(運動小車)質量之間的關係時,由於我們儘量做到物體質量遠遠大於提供外力的物體質量,所以所測量的加速度值比較接近理論值,從而保證了小誤差範圍內對牛頓第二定律的驗證。3、在保持外力不變的情況下,測量加速度與物體(運動小車)質量之間的關係時,由於我們儘量做到物體質量遠遠大於提供外力的物體質量,所以所測量的加速度值比較接近理論值,從而保證了小誤差範圍內對牛頓第二定律的驗證。4、綜上所述,較好的實驗條件是:①消除摩擦力的情況下,提供的外力要小,即提供外力的物體質量要遠遠小於運動物體(小車)的質量;②若未消除摩擦力,則一方面要將外力加大,儘量使其遠大於運動物體所受的摩擦力,然且需滿足此時的提供外力的物鉤碼質量要儘量遠小於運動物體的質量。③實驗中可將斜面適當傾斜,利用小車自身重力的分力來平衡小車所受摩擦力,使得小車水平方向所受合外力近似為0。
牛頓第二運動定律的常見表述是:物體加速度的大小跟作用力成正比,跟物體的質量成反比,且與物體質量的倒數成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同。該定律是由艾薩克·牛頓在1687年於《自然哲學的數學原理》一書中提出的。牛頓第二運動定律和第一、第三定律共同組成了牛頓運動定律,闡述了經典力學中基本的運動規律。可以用實驗法驗證:實驗原理:1.保持物體的質量不變,測量物體在不同的外力的作用下的加速度,比較其與理論值之間的百分誤差,並最終驗證牛頓第二定律。2. 保持物體所受外力不變,測量物體在不同質量的情況下的加速度,比較其與理論值之間的百分誤差,並最終驗證牛頓第二定律。作出加速度a與質量的倒數1/M的關係影象。實驗步驟:1、利用天平測出小車和砝碼的總質量,記於表中。2、按照圖1-1將實驗器材安裝好,細繩一端不接砝碼,即不給小車加牽引力。3、平衡摩擦力:調節導軌在打點計時器一側的高度,使得小車在斜面上運動時可以保持勻速直線運動狀態。4、細繩一端繫上一個砝碼。先通電源再放小車,打點計時器在紙帶上打下一系列的點,打完後切斷電源,取下紙帶,並標號記號。5、增加砝碼質量,保持小車和砝碼質量不變,改變鉤吊的砝碼質量,使得其質量遠小於小車和砝碼的總質量,記錄鉤吊的砝碼質量m,重複步驟4.6、重複步驟5三次得到四條紙帶。7、在每條紙帶上選取一段較為理想的部分,標明計數點,測量計數點間的距離,算出每條紙帶上的加速度的值。8、用縱座標表示加速度a,橫座標表示作用力F(F= m‵g),根據實驗結果在座標系中標出相應的點,如果這些點是在一條過原點的直線上,表說明了加速度和作用力成正比。9、保持重物質量不變,在小車上加砝碼,重複上面的實驗,縱座標表示加速度a,橫座標表示小車和砝碼總質量的倒數。根據實驗結果在縱座標平面上畫出相應的點。如果這些點是在一條直線上,就證明了加速度與質量成反比。結果分析:1、保持物體(運動小車)質量不變的情況下,測量加速度與提供外力的關係時,因沒有調平衡,因此在外力小,加速度小的情況下,摩擦力對實驗結果的影響相對較大,當改變外力到一定程度(較大)時,加速度較大,此時同等大小的摩擦力對實驗結果的影響已被削弱,此情況下在誤差允許範圍(<5.0%)時,可驗證牛頓第二定律成立。2、在保持外力不變的情況下,測量加速度與物體(運動小車)質量之間的關係時,由於我們儘量做到物體質量遠遠大於提供外力的物體質量,所以所測量的加速度值比較接近理論值,從而保證了小誤差範圍內對牛頓第二定律的驗證。3、在保持外力不變的情況下,測量加速度與物體(運動小車)質量之間的關係時,由於我們儘量做到物體質量遠遠大於提供外力的物體質量,所以所測量的加速度值比較接近理論值,從而保證了小誤差範圍內對牛頓第二定律的驗證。4、綜上所述,較好的實驗條件是:①消除摩擦力的情況下,提供的外力要小,即提供外力的物體質量要遠遠小於運動物體(小車)的質量;②若未消除摩擦力,則一方面要將外力加大,儘量使其遠大於運動物體所受的摩擦力,然且需滿足此時的提供外力的物鉤碼質量要儘量遠小於運動物體的質量。③實驗中可將斜面適當傾斜,利用小車自身重力的分力來平衡小車所受摩擦力,使得小車水平方向所受合外力近似為0。