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1、实验报告探究加速度与物体质量、物体受力的关系基础自主落实J【实验目的】1. 学会用控制变量法研究物理规律.2. 探究加速度与物体质量、物体受力的关系.3. 掌握灵活运用图象处理问题的方法.【实验原理】探究加速度a与力F、质量M的关系时，应用的基本方法是，即先控制一个参量小车的质量M不变，讨论加速度a与力F的关系；再控制小盘和砝码的质 量不变，即力F不变，改变小车质量M,讨论加速度a与质量M的关系.【实验器材】打点计时器、复写纸片和纸带、一端有定滑轮的长木板、小车、小盘、电源、砝码、导线.【实验步骤】一、测质量1. 用天平测出小车和砝码的总质量M，小盘和砝码的总质量m，把测量结果记录下来.二、仪
2、器安装及平衡摩擦力2. 按图1把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在车上，即不给小车加牵引力.图13. 平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一块木板.反复移动木板的位置，直至小车拖着纸带在斜面上运动时可以保持_运动状态.这时，小车受到的摩 擦阻力恰好与小车所受的重力的分力平衡.三、保持小车的质量不变，研究a与F的关系4. 把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘，先再，打点计时器在纸带上打下一系列的点，打完点后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码.5. 保持小车和砝码的质量不变，在小盘里放入适量的砝码，把小盘和砝码的总质量 记录下来，重复步骤4.在小盘内再放入适量砝码，记录下小盘和
3、砝码的总质量m，再重复步骤4,重复三次，得到三条纸带.6. 在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，测量计数点间的距离，算 出每条纸带上的加速度的值，并记录在表格（一）内.表（一）实验次数加速度a/(m s-2)小车受力F/N1234四、保持小盘和砝码的质量不变，研究a与M的关系7. 保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上 滑动打出纸带.计算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.改变小车上砝码的个数，重复步骤7,并将所对应的质量和加速度填入表（二）中.表（二）实验次数加速度a/(m s-2)小车和砝码的总质量M/kg小车和砝码总质量m
4、123【数据处理】1. 需要计算各种情况下所对应的小车加速度，可使用“研究匀变速直线运动”的方法:A x先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据公式a=帀计算加速度.F2. （1）根据表（一），用纵坐标表示加速度a,横坐标表示作用力F,作用力的大小F等于 小盘和砝码的总重力，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，如果这些点是在一条 过原点的直线上，便证明了加速度a与作用力F成正比如图2所示.（2）根据表（二）.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示小车和砝码的质量M,根据实验结 果在坐标平面上描出相应的点，发现这些点落在一条类似反比函数的曲线上.我们猜想, a与M可能成反比.为了检验猜想的正
5、确性，再用纵坐标表示加速度a,横坐标表示小车和砝码总质量的倒数，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点.如果这些点落在 一条过原点的直线上，就证明了加速度与质量成反比.（如图3所示）图3【结论】：【注意事项】1. 一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜 面方向的分力正好平衡小车受到的摩擦阻力.在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细线 系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动.2. 实验步骤2、3不需要重复，即整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝 码的总质量还是改变小车和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力.3. 每条纸带必须在满足
6、小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条 件下打出只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力.4. 改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源， 再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车.【误差分析】1. 质量的测量误差，纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木 板平行等都会造成误差.2. 因实验原理不完善造成误差：本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力 （实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力），存在系统误差.小盘和砝码的总 质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小盘和砝码的总质量越小于小车的质量, 误差就越小.3. 平衡摩擦力不准确造成误差：在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的都跟正式 实验一样（比如要挂好纸带、接通打点计时器），匀速运动的标志是打点计时器打出的纸 带上各点的距离相等.
