实验四验证牛顿运动定律((●注意事项1.平衡摩擦力:在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细绳系在小车上,即不要给小车加任何牵引力,且要让小车拖着纸带匀速运动.2.实验条件:小车的质量M远大于小盘和砝码的总质量m.3.操作要领: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,且应在小车到达定滑轮前按住小车.●误差分析常规实验[例1]某实验小组利用图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系.(1)下列做法正确的是(填字母代号).A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)木块和木块上砝码的总质量.(3)甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图1的装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图2中甲、乙两条直线.设甲、乙用的木块质量分别为m甲,m乙,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲,μ乙,由1.因实验原理不完善引起误差.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=·mgμ乙.答案:(1)AD(2)远小于(3)小于大于(1)改变木块质量时,不需要重新平衡摩擦力.(2)平衡摩擦力后,还需满足砝码桶和砝码的质量远小于木块和砝码的质量时,细绳的拉力才能近似等于砝码桶和砝码的重力.(3)由实验数据作出a-F图象或a-图象,图线一般为直线且通过原点,若不过原点,一般为平衡摩擦力时操作不当.[例2]“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图(甲)所示,已知打点计时器所用电源频率为50Hz,试回答下列问题:(1)实验中在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图(乙)所示,A,B,C,D,E,F,G这些点的间距如图中标示,其中每相邻两点间还有4个计时点未画出.根据测量结果计算:打C点时小车的速度大小为m/s;小车运动的加速度大小为m/s2.(结果均保留三位有效数字)(2)平衡好摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度.根据小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据作出的a-F图线如图(丙)所示,此图线不通过原点的主要原因是.(3)在某次利用上述已调整好的装置进行实验时,保持砝码盘中砝码个数不变,小车自身的质量保持不变(已知小车的质量远大于砝码盘和盘中砝码的质量),在小车上加一个砝码,并测出此时小车的加速度a,调整小车上的砝码,进行多次实验,得到多组数据,以小车上砝码的质量m为横坐标,相应加速度的倒数为纵坐标,在坐标纸上作出如图(丁)所示的-m关系图线,实验结果验证了牛顿第二定律.如果图中纵轴上的截距为b,图线的斜率为k,则小车受到的拉力大小为,小车的质量为.解析:(1)纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s,s1=9.50cm,s2=11.00cm,s3=12.55cm,s4=14.00cm,s5=15.50cm,s6=17.05cm,由匀变速直线运动中,物...
