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用光電計(jì)時(shí)器驗(yàn)證牛頓第二定律

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實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/font>

通過光電計(jì)時(shí)器驗(yàn)證牛頓第二定律中加速度、質(zhì)量及力之間的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)原理

牛頓第二定律：物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，且與物體質(zhì)量的倒數(shù)成正比；加速度的方向跟作用力的方向相同。

實(shí)驗(yàn)器材

序號(hào)	實(shí)驗(yàn)箱名稱	器材名稱	數(shù)量	備注
1	單獨(dú)包裝	1.2m小車軌道	1
2	軌道小車	鑄鋁底座支持桿組件	1
3	軌道小車	導(dǎo)軌升降板	1
4	運(yùn)動(dòng)與力	釣魚線	1
5	高中物理通用組合儀器箱	剪刀	1
6	軌道小車	小車釋放器組件	1
7	軌道小車	砝碼2g	5
8	軌道小車	紫色小車	1
9	軌道小車	單邊L型擋光板，寬度10mm	1
10	軌道小車	鉛封螺絲帶環(huán)	1
11	軌道小車	透明圓頭螺絲m4*10	2
12	運(yùn)動(dòng)與力	光電計(jì)時(shí)器	1
13	軌道小車	手?jǐn)Q螺絲m6*10	9
14	軌道小車	手?jǐn)Q螺絲m6*30	1
15	運(yùn)動(dòng)與力	光電門	2
16	軌道小車	光電門支架	2
17	軌道小車	前擋板組件	1
18	軌道小車	滑輪架組件	1
19	軌道小車	導(dǎo)軌支架	1
20	運(yùn)動(dòng)與力	紅黑導(dǎo)線	6
21	軌道小車	小桶	1

實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)一：當(dāng)小車質(zhì)量保持不變時(shí)，驗(yàn)證α∝ F的關(guān)系。

1、實(shí)驗(yàn)裝置見下圖。

2、首先在導(dǎo)軌的端部安裝好滑輪，使其轉(zhuǎn)動(dòng)自如，光電計(jì)時(shí)器的功能選擇時(shí)間間隔檔，調(diào)節(jié)軌道高度平衡摩擦力——輕推小車時(shí)，小車通過兩光電門的時(shí)間基本一致。

3、在小車上裝上 lcm 的L型擋光片，兩端各裝上掛鉤，將拴在砝碼桶上的細(xì)線跨過滑輪并通過堵板上的方孔掛在滑行器的掛鉤上。

4、將起始檔板固定在導(dǎo)軌高端適當(dāng)位置上，并將兩個(gè)光電門置于導(dǎo)軌的相應(yīng)位置上（如 30cm 和 80cm處），注意當(dāng)砝碼桶著地前，小車要能通過靠近滑輪一側(cè)的光電門。

5、光電計(jì)時(shí)器的功能選擇時(shí)間間隔檔，在砝碼桶內(nèi)加上一定質(zhì)量的砝碼（如 2g，但不要超過 10g 砝碼）。讓小車從起始檔板處開始運(yùn)動(dòng)，通過兩個(gè)光電門，光電計(jì)時(shí)器會(huì)自動(dòng)測(cè)出并直接顯示兩點(diǎn)間所用的時(shí)間t數(shù)值。

6、用天平準(zhǔn)確稱出小車總質(zhì)量（包括細(xì)線）M，牽引砝碼桶和砝碼的質(zhì)量m2 ，作用力 F=mg（g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?

7、逐次改變牽引砝碼的質(zhì)量（如 4g、8g）重復(fù)按上述方法分別測(cè)出加速度a值。測(cè)出數(shù)據(jù)計(jì)算，可得的關(guān)系，在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證α∝ F的比例關(guān)系。注意每次實(shí)驗(yàn)小車要從相同的位置開始運(yùn)動(dòng)。