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