PASCO牛顿第二定律的验证实验报告
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PASCO牛顿第二定律的验证
实验目的：
1．熟练掌握微机接口（750型）的使用、传感器的定标、数据处理软件的使用。
2．研究力、质量和加速度之间的关系，验证牛顿第二定律F=ma。
实验仪器：
PASCO动力学系统、细线、电子水平。
实验原理：
如图1实验装置所示，将质量为M的小车放置在PASCO动力学轨道上，小车上方安装一个质量为m的力传感器，两者作为一个整体，总质量记作M1，将传感器连接一根细线通过滑轮吊一重物，重物质量记作M2，提供恒定的作用力。设轨道摩擦力和空气阻力可以忽略，根据牛顿第二定律，小车和力传感器组成的系统满足如下关系式： F=M1a （1）
其中F为系统受到的拉力， a为小车（含传感器）运动的加速度。
根据运动学规律，小车（含传感器）从静止开始匀加速运动，假设它通过一定距离d所需要的时间t，则
验证牛顿第二定律的方法是：利用PASCO运动传感器可测量小车（含传感器）运动时的加速度a，利用PASCO力传感器可以记录小车（含力传感器）所受拉力F，从而根据式（1），通过改变拉力，绘制-关系图求出M1与实际值进行比较来验证牛二定律。本实验利用PASCO的数据处理软件实时绘出小车的位移(x)、速度(v)、力(F)随时间的变化曲线。对s-t 曲线作曲线拟合（二次方拟合），拟合后斜率A的二倍即为加速度a。
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图1 实验装置示意图
仪器介绍：
（1）如图1实验装置图包含数据采集器、电脑、力传感器和运动传感器，以及小车和轨道。
（2）运动传感器使用
打开软件，创建新实验。在实验设置窗口中，点击“运动传感器”，设置好运动传感器的采样频率。如图2，前后反复移动运动传感器前的小车，利用s-t图，检验运动传感器是否正常工作。
图2 运动传感器的设置和检验
（3）力传感器的使用
利用手轻拉传感器的挂勾（注意力不能太大），利用F-t图，检验力传感器是否正常工作。
力传感器需要校准后才能使用，它的校准需用放相应质量的砝码进行定标。
①把力传感器水平放置于导轨上，不加挂砝码；
②点击“校正传感器”按键进入校正界面。按下力传感器侧面的“TARE”按钮清零；
③点击“校正类型”中的“2点”，点击“校正点1”部分的“从传感器读数”按键，修改“校正点1”部分的“标准值”为0.00N；
④放上50g砝码，点击“校正点2”部分的“从传感器读数”按键，依次修改“校正点2”部分的“标准值”为0.49N；点击“完成”，力传感器校准结束。注意：每次更改砝码都要重新校准。
实验步骤：
1、轨道水平调节：使用三角尺测量，调节导轨支某某螺钉使导轨的四个支某某等高，动力学小车在轨道上不会自行滑动。
2、校准力传感器：把力传感器连接到PASCO750型接口平台上，打开数据处理软件点击传感器校准，校准两个点：0N(未挂砝码）与0.49N等（放50g等的砝码）。
注意：校准前应按下力传感器上的复位按钮，每次更改砝码都要重新校准。
3、放上50g砝码，使用PASCO750型接口平台及数据处理软件记录小车运动的s-t、F-t、a-t 曲线。
4、对s-t 曲线作曲线拟合（二次方拟合），拟合后斜率A的二倍即为加速度a。
5、对F-t、a-t 曲线进行拟合中F、a 的平均值。
6、更改砝码质量，每次增加50g，重复上述步骤。
7、测出小车质量、力传感器M的实际值。
8、分别画出
Fi
?
??
??
图和 Fi-ai图，拟合得出M的理论值，并进行分析。（Fi由F=mg求得、ai为上述二次拟合所得值）
内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 分）
1、滑块所受到的拉力和重物的重力是否相等？
不相等，由于小车自身有质量，根据牛顿第二定律可知，重物所受重力减去绳子拉力等于重物质量与加速度的乘积，故拉力小于重物的重力。
2、如何校准力传感器？写出校准步骤。
把力传感器连接到PASCO750型接口平台上，打开数据处理软件点击传感器校准，校准两个点：
1. 不挂砝码，在标准值栏中输入0N，按下复位键，点击下一步
2. 挂上一个50g的砝码，在标准值栏中输入0.49N，并轻轻拦住小车使其静止，待实际值稳定后按下完成键，完成校准。
注意：校准前应按下力传感器上的复位按钮，每次更改砝码都要重新校准。
原始数据：
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