实验四 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
1.学会用控制变量法研究物理规律。
2.探究加速度与力、质量的关系。
3.掌握利用图像处理数据的方法。
1.保持小车质量不变,通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力,探究加速度与拉力的定量关系。
2.保持小车所受的拉力不变,通过在小车上增加重物改变小车的质量,探究加速度与质量的定量关系。
打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、槽码(若干个)、夹子、细绳、垫木、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。
1.称量质量——用天平测量小车的质量M。
2.安装器材——按照如图所示装置把实验器材安装好,只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)。
3.补偿阻力——在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,反复移动薄木块的位置,直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态。
4.让小车靠近打点计时器,挂上槽码,先接通电源,再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑,打出一条纸带。计算槽码的重力,即为小车所受的合力,由纸带计算出小车的加速度,并把力和对应的加速度填入表1中。
5.改变槽码的质量,重复步骤4,并多做几次。
6.保持槽码的质量不变,在小车上放上砝码改变小车的质量,让小车在木板上运动打出纸带。计算小车上砝码和小车的总质量M,并由纸带计算出小车对应的加速度,并将所对应的质量和加速度填入表2中。
7.改变小车上砝码的个数,重复步骤6,并多做几次。
表1 小车质量一定
拉力F
加速度a
表2 小车所受的拉力一定
质量M
加速度a
1.计算加速度——先在各条纸带上标明计数点,测量各计数点间的距离,再根据逐差法计算纸带对应的加速度。
2.作图像找关系——根据表1中记录的各组对应的加速度a与小车所受牵引力F,建立直角坐标系,描点画aF图像,如果图像是一条过原点的倾斜直线,便证明加速度与合力成正比。再根据表2中记录的各组对应的加速度a与小车和小车上砝码的总质量M,建立直角坐标系,描点画a-图像,如果图像是一条过原点的倾斜直线,就证明了加速度与质量成反比。
1.因实验原理不完善引起误差。以槽码(槽码质量为m)为研究对象得mg-F=ma;以小车和小车上砝码整体(整体质量为M=M0+m砝)为研究对象得F=Ma;求得F=·mg=·mg
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