实验:验证牛顿第一定律
滑块在水平的气垫导轨上运动,如果加速度为零,即可得出滑块做匀速直线运动的结论,从而验证牛顿第一定律.但实验结果往往显示滑块做的并不是匀速运动,而是减速运动.这是因为滑块在导轨上运动时,尽管有气垫的漂浮作用,但导轨与空气对滑块的阻力还是无法完全避免的.当导轨的一端垫高而斜置时,滑块的下滑力明显大于上述两种阻力,因此可以采用外推的方法来得到所需要的结论.实验装置如图所示.
如果滑块上的挡光片宽度为d,通过1、2两个光电门时的挡光时间分别为t1和t2,那么滑块通过两个光电门时的速度分别为
、
,测量出两个光电门之间的距离s,即可求出滑块的加速度
,从图中可看出,滑块的加速度
,所以当L不变时,a正比于h.改变h,测得一系列不同的a,然后作出a-h图线.如果a-h直线外推过原点,就是说当h=0时,a=0,即验证了牛顿第一定律. 实验中应注意,h不能调得太小.因为h太小时,前面所说的导轨阻力和空气阻力将表现得明显起来.
(实验结果和讨论)某次实验中s=75.0cm,d=1.00cm.每个h高度做三次实验,毫秒计测量数据如下(单位为10-4s):
计算出来的加速度(单位m/s2)如下表:
(1)填写表格中的数据:
①______;②______;
(2)在直角坐标系中作出a-h图线.
(3)结论:______; 理由:______.

滑块在水平的气垫导轨上运动,如果加速度为零,即可得出滑块做匀速直线运动的结论,从而验证牛顿第一定律.但实验结果往往显示滑块做的并不是匀速运动,而是减速运动.这是因为滑块在导轨上运动时,尽管有气垫的漂浮作用,但导轨与空气对滑块的阻力还是无法完全避免的.当导轨的一端垫高而斜置时,滑块的下滑力明显大于上述两种阻力,因此可以采用外推的方法来得到所需要的结论.实验装置如图所示.
如果滑块上的挡光片宽度为d,通过1、2两个光电门时的挡光时间分别为t1和t2,那么滑块通过两个光电门时的速度分别为
(实验结果和讨论)某次实验中s=75.0cm,d=1.00cm.每个h高度做三次实验,毫秒计测量数据如下(单位为10-4s):
| 序号 | 垫高h(cm) | 第一次[ | 第二次[ | 第三次[] | |||
| t1 | t2 | t1 | t2 | t1 | t2 | ||
| 1 | 6.00 | 279 | 113 | 241 | 110 | 253 | 111 |
| 2 | 5.50 | 259 | 116 | 262 | 116 | 244 | 114 |
| 3 | 5.00 | 260 | 120 | 257 | 119 | 262 | 121 |
| 4 | 4.50 | 311 | 130 | 291 | 128 | 272 | 125 |
| 5 | 4.00 | 294 | 136 | 330 | 137 | 286 | 134 |
| 6 | 3.50 | 316 | 144 | 345 | 147 | 355 | 148 |
| 7 | 3.00 | 358 | 157 | 347 | 156 | 372 | 159 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| a1 | 0.436 | 0.396 | ① | 0.326 | 0.283 | 0.255 | 0.218 |
| a2 | 0.437 | 0.398 | 0.370 | 0.328 | 0.294 | 0.253 | 0.219 |
| a3 | 0.437 | 0.401 | 0.358 | 0.337 | 0.290 | 0.251 | 0.217 |
| a | 0.437 | 0.398 | ② | 0.330 | 0.289 | 0.253 | 0.218 |
①______;②______;
(2)在直角坐标系中作出a-h图线.
(3)结论:______; 理由:______.
如图所示,在光滑水平面AB上,水平恒力F推动质量为1kg的物体从A点由静止开始作匀加速直线运动,物体到达B点时撤去F,接着又冲上光滑斜面(设经过B点前后速度大小不变,最高能到达C点,用速度传感器测量物体的瞬时速度,表中记录了部分测量数据,(g=10m/s2)求:
(1)恒力F的大小;
(2)斜面的倾角;
(3)t=2.1s时物体的速度.
0 65503 65511 65517 65521 65527 65529 65533 65539 65541 65547 65553 65557 65559 65563 65569 65571 65577 65581 65583 65587 65589 65593 65595 65597 65598 65599 65601 65602 65603 65605 65607 65611 65613 65617 65619 65623 65629 65631 65637 65641 65643 65647 65653 65659 65661 65667 65671 65673 65679 65683 65689 65697 176998
| t(s) | 0.0 | 0.2 | 0.4 | … | 2.2 | 2.4 | 2.6 | … |
| V(m/s) | 0.0 | 0.4 | 0.8 | … | 3.0 | 2.0 | 1.0 | … |
(2)斜面的倾角;
(3)t=2.1s时物体的速度.