四、验证牛顿第二定律

　　（一）目的

　　探究物体的加速度与力和质量的关系

　　（二）器材

　　弹簧测力计、小车、带滑轮的长木板、细绳、小桶、学生天平、小木垫、打点计时器、电源、纸带、刻度尺

　　（三）原理

　　1．保持研究对象的质量不变，即小车的质量不变，改变拉力，用打点计时器测出小车运动的加速度，用图像法得出加速度与拉力的关系.　

　　2．保持拉力不变，改变研究对象的质量，即往小车内加砝码，用打点计时器测出小车运动的加速度；用图像法得出加速度与质量的关系.

　　（四）步骤

　　1．M一定时，a与F的关系

　　（1）把长木板放在实验桌上，使滑轮端伸出桌面，将打点计时器固定在木板尾端，接好电路。

　　（2）如图实4-1所示，把弹簧测力计固定在小车上。把纸带连接在小车上，然后穿过打点计时器。 

　　（3）在长木板的不带定滑轮的一端下面垫小木垫，反复移动，使小车能够匀速下滑即可，这时，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在沿斜面方向上的分力平衡。

　　（4）将细绳拴在弹簧测力计挂钩上，另一点跨过定滑轮，挂在盛有砝码的小桶上。尝试放手，让小车能在木板上平稳加速滑行。

　　（5）连接电源，释放小车，使小车滑下斜面。眼睛随车一起运动，读出弹簧测力计的示数F，即小车所受外力。

　　（6）取下纸带，根据点迹求出加速度a。

　　（7）换上新纸带，改变小桶中砝码的质量，重复实验3—5次。

　　2．F一定时，a与M的关系

　　（1）——（3）步同“1．M一定时，a与F的关系”中的操作。

　　（4）释放小车，用上述方法求出加速度a。

　　（5）用天平称量出小车和弹簧测力计的总质量M。

　　（6）换上新纸带，改变小车质量，重复实验3—5次。

　　（五）数据记录及处理

　　1．M一定时，a与F的关系

　　（1）将数据记录在下面表格中

　　小车质量M（包括弹簧测力计）=       kg

　　次数 1 2 3 4 5 6

　　弹簧测力计读数F/N

　　小车加速度a/（m/s2）

　　（2）以加速度a为横轴，外力F为纵轴，建立坐标系。

　　（3）将测得的外力和加速度值在坐标系内按照合适的标度绘制出对应的一系列点。

　　（4）描点作出一条直线，即a—F图像。

　　（5）根据实验结果写出a和F之间的关系式。

　　2．F一定时，a与M的关系

　　（1）将数据记录在下面表格中

　　弹簧测力计读数=       N

　　次数 1 2 3 4 5 6

　　小车质量M（包括弹簧测力计）/kg

　　/kg-1

　　小车加速度a/（m/s2）

　　（2）以加速度a为横轴，小车总质量的倒数1/M为纵轴，建立坐标系。

　　（3）根据表格中的数据点作出a—1/M图像。

　　（4）根据实验结果写出a和1/M之间的关系式。

　　（六）注意事项

　　1．改变拉力和小车质量时，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源再