实验四 验证牛顿运动定律 [实验目的]1．学会利用控制变量法研究物理规律．2．探究加速度与力、质量的关系．3．学会利用图象法处理实验数据的方法．[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 图象和 a图象，确定 a 与 F、M 的关系．[实验器材] 小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺．[实验过程]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：在长木板的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[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．作图象找关系：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 图象．如果图象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图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，就证明了加速度与质量成反比．[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：因实验原理不完善引起的误差．本实验用小盘和砝码的总重力 mg 代替对小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力，故要满足小盘...
