牛頓力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

牛頓力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：測量運(yùn)動(dòng)物體的加速度實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆諟y量運(yùn)動(dòng)物體的加速度的方法，并驗(yàn)證牛頓第二定律。實(shí)驗(yàn)儀器：滑動(dòng)木塊、傾斜平面、秒表、小測量尺、針尺、助手支架、增量器、計(jì)算機(jī)。實(shí)驗(yàn)材料：多張細(xì)砂紙、膠水。實(shí)驗(yàn)原理：牛頓第二定律給出了作用力與物體加速度的關(guān)系：$F=ma$。其中，$F$為作用力的大小，$m$為物體的質(zhì)量，$a$為物體的加速度。在斜面上的物體會(huì)被分解成平行于斜面的力和垂直于斜面的力。設(shè)斜面的傾斜角為$\alpha$，物體的質(zhì)量為$m$，平行于斜面的支撐力為$N$，垂直于斜面的重力為$mg$，斜面的摩擦系數(shù)為$\mu$，物體沿斜面方向的加速度為$a$，則有以下關(guān)系式：1.平行于斜面的力：$F_{\text{平}}=Nsin\alpha-F_{\text{摩}}$2.垂直于斜面的力：$F_{\text{垂}}=mg-Ncos\alpha$3.牛頓第二定律：$F=ma$綜上所述，我們可以得到以下關(guān)于加速度$a$的計(jì)算式：$a=g(sin\alpha-\mucos\alpha)$實(shí)驗(yàn)步驟：1.將細(xì)砂紙和膠水涂在滑動(dòng)木塊的底部，讓其能夠在傾斜平面上滑動(dòng)。2.將助手支架調(diào)整到合適的高度，將傾斜平面傾斜一定角度$\alpha$。3.放置滑動(dòng)木塊在傾斜平面上，在其開始滑動(dòng)的瞬間啟動(dòng)秒表。4.記錄滑動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)過程中的時(shí)間$t$。5.測量傾斜平面的傾角$\alpha$，以及滑動(dòng)木塊和傾斜平面接觸面的長度$l$。6.重復(fù)以上步驟多次，得到不同$\alpha$下滑動(dòng)木塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間$t$。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：重力加速度：$g=9.8m/s^2$，傾斜平面的長度：$l=50cm$，斜面與水平線的夾角$\alpha$的變化范圍：$0°\sim40°$。$\alpha$（度）|$t_1$（s）|$t_2$（s）|$t_3$（s）|平均時(shí)間$t$（s）|加速度$a=g(sin\alpha-\mucos\alpha)$（m/$s^2$)---|---|---|---|---|---0|2.09|2.15|2.01|2.08|010|1.92|1.96|1.90|1.93|0.2920|1.68|1.63|1.67|1.66|0.5730|1.32|1.34|1.35|1.34|0.8340|0.95|1.01|1.00|0.98|1.06實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，隨著傾斜角度$\alpha$的增大，加速度$a$也會(huì)隨之增大。由此可知，斜面的角度對滑動(dòng)木塊的加速度有影響。根據(jù)計(jì)算出的加速度$a$的數(shù)據(jù)可得出加速度與角度之間的函數(shù)關(guān)系，如圖所示：最終得到的函數(shù)關(guān)系為：$a=0.0297\alpha-0.0156$其中，$a$的單位為m/$s^2$，$\alpha$的單位為度。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過本實(shí)驗(yàn)，我們驗(yàn)證了牛頓第二定律，并成功地測量了滑動(dòng)木塊在不同傾斜角度下的加速度，并驗(yàn)證了斜面的角度對滑動(dòng)木塊的加速度的影響。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，我們得到了