第 4 节 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系一、实验目的1．学会利用控制变量法研究物理规律。2．探究加速度与物体受力、物体质量的关系。3．学会利用图像法处理实验数据的方法。二、实验原理1．保持质量不变，探究加速度 a 与合外力 F 的关系。2．保持合外力不变，探究加速度 a 与质量 M 的关系。3．作出 aF 图像和 a图像，确定 a 与 F、M 的关系。 三、实验器材打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码。[部分器材用途]天平测量小车、小盘的质量砝码放入小盘、小车，改变小车的合外力和小车质量四、实验步骤1．称量质量：用天平测量小盘的质量 m0和小车的质量 M。2．仪器安装：按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细线系在小车上(即不给小车牵引力)。3．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车在斜面上做匀速直线运动。4．操作记录(1)把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，小盘里放砝码，先接通电源再放开小车，取纸带，编号码。(2)保持小车的质量 M 不变，改变小盘中砝码的重力，重复步骤(1)。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(一)中。(3)保持小盘和砝码质量 m 不变，改变小车和砝码的总质量 M，重复以上步骤。并将所对应的质量和加速度填入表(二)中。表(一)实验次数加速度 a/(m·s－2)小车受力 F/N1234表(二)实验次数加速度 a/(m·s－2)小车和小车上砝码的总质量 M/kg123五、数据处理1．计算加速度：先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度。2．作图像找关系：根据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，便证明加速度与作用力成正比。再根据记录的各组对应的加速度 a 与小车和小车上砝码总质量 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。六、误差分析1．偶然误差(1)摩擦力平衡不准确，故在平衡摩擦力时，不给小车牵引力，使打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀。(2)质量测量以及计数点间距测量不准确，故要采取多次测量取平均值。(3)作图不准确，故在描点作图时，要用坐标纸，使尽量多的点落在直线上，不在直线上的点均匀分布两侧，舍去偶然误差较大的点。2．系统误差...
