实验四 探究加速度与力、质量的关系一、实验目的1．学会用控制变量法探究物理规律。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。4．学会近似代替法的思想。二、实验原理1．当质量一定时，研究加速度与合外力的关系 a∝F 合。2．当合外力一定时，研究加速度与质量的关系 a∝。三、实验器材打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。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．数据计算和记录(1)保持小车的质量不变：把小车靠近打点计时器，挂上小盘和砝码，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。计算小盘和砝码的重力，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(一)中。改变小盘内砝码的个数，并多做几次。(2)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，并将所对应的质量和加速度填入表(二)中。改变小车上砝码的个数，并多做几次。 表(一)实验次数加速度 a/(m·s－2)小车受力 F/N123…表(二)实验次数加速度a/(m·s－2)小车和砝码的总质量 M/kg小车和砝码的总质量的倒数/kg－1123…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。六、误差分析1．系统误差以小车、小盘和砝码整体为研究对象得 mg＝(M＋m)a以小车为研究对象得 F＝Ma，求得F＝·mg＝·mg
