探究牛顿第二定律的实验研究+文献综述(2)
时间:2017-04-26 21:37 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
验证实验的主要目的就是验证 的正确性，由公式可以看出， 同时受到 和 约束，所以我们需要借助控制变量法的思想，固定一个参量来验证另一个量与加速度的关系，通过对数据的合理处理得到 的关系式，从而证明了牛顿第二定律的正确性。 2. 牛顿第二定律的一般验证实验 2.1 通过悬挂小物块提供拉力来验证 本实验是把物块的重力当作拉力，这也是现在较为常用的实验方案，下面就其中的两例进行详细的说明。 2.1.1 高中物理课本中的牛顿第二定律实验 图1. 高中课本中验证牛顿第二定律实验（1） 图1. 高中课本中验证牛顿第二定律实验（2） 现在的中学物理教材中对本验证实验的设计主要为（如图1所示）：在水平放置的光滑木板上放两个完全相同的小车，小车通过装载重物改变自身重量，另外车上系一细绳，前端与重物相连，使两小车做匀加速运动，后端用一夹子固定用以控制小车，使它们同时开始运动和停止运动。 表1:关实验数据 小车质量M0一定，加速度 和沙子质量m0的关系 组数 S1 S2 S3 S4 S5 S6 M0 m0 测量值 理论值 误差（%） 第一组 4.00 4.35 4.39 4.62 4.68 4.90 240 12.92 0.33 0.53 37.73585 第二组 4.70 5.01 5.45 5.90 6.20 6.65 240 23.33 0.40 0.95 57.89474 第三组 5.70 6.51 7.35 8.30 9.15 10.25 240 36.07 0.95 1.47 35.37415 沙子质量m0一定，加速度 和小车质量M0的关系 第一组 5.70 6.51 7.35 8.30 9.15 10.25 240 36.07 0.95 1.47 35.37415 第二组 4.25 4.90 5.56 6.25 6.90 7.60 340 36.07 0.68 1.04 34.61538 第三组 3.19 3.81 4.95 5.05 5.60 6.10 440 36.07 0.40 0.80 50 图2.1 M0一定， 和m0的关系 图2.2 m0一定， 和1/M0的关系 通过实验数据我们不难得出： 和 的近似关系，进而推出 。但是误差相对较大，均在30%以上，有的甚至能达到50%。虽然这套装置仪器简单操作方便快捷，利于在课堂上进行演示，但是它的诸多缺点也是不能忽略的，首先就是将重力直接当做拉力造成的误差，当系统做匀加速运动时时小物块也在做向下的匀加速运动，此时小车受到实际拉力为 ，当且仅当 时 ，又因为 ，即 ，所以只有 才有 。另外夹子很难实现两个小车同时停止运动，造成时间不等从而引入误差。 (责任编辑：qin) |