大学物理实验报告范例(验证牛顿第二定律)

怀化学院大学物理实验实验报告系别数学系年级2010专业信息与计算班级10信计3班姓名张三学号10094030**组别1实验日期2011-4-10实验项目:验证牛顿第二定律【实验题目】验证牛顿第二定律【实验目的】1.了解气垫技术的原理，掌握气垫导轨和计时计测速仪的使用方法。2.掌握测速仪测速度、加速度方法。3.验证牛顿第二定律。【实验仪器】(应记录具体型号规格等，进实验室后按实填写)汽垫导轨（含气源等附件）、MUJ-5B型计时计数测速仪、电子天平【实验原理】(在理解基础上，简明扼要表述原理，主要公式、重要原理图)1、速度测量挡光片宽度Δs已知，用计时测速仪测出挡光片通过光电门时的挡光时间Δt,即可测出平均速度，因Δs很小，该平均速度近似为挡光片通过光电门时的瞬时速度，即：瞬时速度：tsdtdstsvtlim0MUJ-5B计时仪能直接计算并显示速度。2、加速度测量设置两个光电门，测出挡光片通过两个光电门的速1v、2v度和挡光片在两光电门间的运动时间t，即可测出加速度a。tvva12MUJ-5B计时仪能直接计算并显示加速度。3、牛顿第二定律验证在右图由1m、2m构成的系统中，在阻力忽略不计时，有：ammgm)(212令gmF2，21mmM，则有MaF令21mmM不变，改变gmF2（将砝码依次从滑块上移到砝码盘上，即可保证F增大，而M不变），即可验证质量不变时，加速度与合外力的关系；令gmF2不变，改变21mmM(在滑块上增加配重)，即可验证合外力不变时，加速度与质量的关系。【实验内容与步骤】(实验内容及主要操作步骤)1.气垫导轨的水平调节可用静态调平法或动态调平法，使汽垫导轨保持水平。静态调平法：将滑块在s汽垫上静止释放，调节导轨调平螺钉，使滑块保持不动或稍微左右摆动，而无定向运动，即可认为导轨已调平。2.练习测量速度。计时测速仪功能设在“计时2”，让滑块在汽垫上以一定的速度通过两个光电门，练习测量速度。3.练习测量加速度计时测速仪功能设在“加速度”，在砝码盘上依次加砝码，拖动滑块在汽垫上作匀加速运动，练习测量加速度。4.验证牛顿第二定律（1）验证质量不变时，加速度与合外力成正比。用电子天平称出滑块质量滑块m，测速仪功能选“加速度”，按上图所示放置滑块，并在滑块上加4个砝码(每个砝码及砝码盘质量均为5g)，将滑块移至远离滑轮一端，使其从静止开始作匀加速运动，记录通过两个光电门之间的加速度。再将滑块上的4个砝码分四次从滑块上移至砝码盘上，重复上述步骤。（2）验证合外力不变时，加速度与质量成反比。计时计数测速仪功能设定在“加速度”档。在砝码盘上放一个砝码（即gm102），测量滑块由静止作匀加速运动时的加速度。再将四个配重块(每个配重块的质量均为m′=50g)逐次加在滑块上，分别测量出对应的加速度。【数据处理】(数据不必在报告里再抄写一遍，要有主要的处理过程和计算公式，要求用作图法处理的应附坐标纸作图或计算机打印的作图)1、由数据记录表3，可得到a与F的关系如下：由上图可以看出，a与F成线性关系，且直线近似过原点。上图中直线斜率的倒数表示质量，M=1/0.0058=172克，与实际值M=165克的相对误差：%2.4165165172可以认为，质量不变时，在误差范围内加速度与合外力成正比。2、由数据记录表4，可得a与M的关系如下：由上图可以看出，a与1/M成线性关系，且直线近似过原点。直线的斜率表示合外力，由上图可得：F=9342gcm/s2,实际合外力F=10克力=10g*980cm/s2=9800gcm/s2，相对误差：%7.4980093429800可以认为，合外力不变时，在误差范围内加速度与质量成反比。【实验结论与分析】(每个实验报告应有明确的实验结论或结果，本实验为验证性实验，应清楚表述实验的结论)实验结论：根据数据处理结果，可以认为：在误差的范围内，实验与牛顿第二定律相符，即加速度与合外力成正比，与质量成反比。实验分析：实验误差主要来源于以下方面：1.导轨未完全调水平；2.空气阻力的影响，细线、滑轮运动阻力的影响；3.气流波动的影响；4.本地重力加速度近似取980cm/s2。5.砝码的质量误差。空气等各种阻力对实验的影响可能是主要的。因为空气阻力一般与速度的二次方成正比，所以实验中拉力不能太大，否则加速度大，速度增加快，空气阻力增加也快；但拉力也不能过小，否则很小的阻力也会产生较大的影响。怀化学院实验数据记录纸实验名称：验证牛顿第二定律实验时间：2011年*月*日___数学系___系10级信计专业*班姓名张三学号100940****数据记录：表1速度测量练习数据记录表12345)/(1scmv)/(2scmv表2加速度测量练习数据记录表m滑块=_________g次数砝码及盘质量(g)1v(cm/s)2v(cm/s)a(cm/s2)15210315表3验证加速度与合外力关系数据记录表m滑块=139.8g，M=m滑块+5m0=165g2m(g)a(cm/s2)a(cm/s2)m0528.4229.0228.6428.8528.3128.652m01056.7556.9456.7456.6656.8056.783m01585.2385.4785.0085.4885.4785.334m020114.24114.12113.96113.30114.19113.965m025142.87143.59142.97142.88143.36143.13表4验证加速度与质量关系数据记录表m2=10g,m滑块=139.8g，m’=50gM(g)a(cm/s2)a(cm/s2)2mm滑块15062.3762.7263.0062.5262.8862.70mmm2滑块20047.5747.0147.3247.3947.3047.32mmm22滑块25038.6438.0238.2438.2037.9538.21mmm32滑块30031.5331.4531.4431.4531.5231.48mmm42滑块35027.2927.1127.2627.0427.0027.14教师签名：合作者：无对多人一组的，应注明合作者