实验 探究加速度与力、质量的关系.ppt

实验_探究加速度与力、质量的关系实验 探究加速度与力、质量的关系
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一、实验目的
1．学会用控制变量法研究物理规律．
2．验证牛顿第二定律．
3．掌握利用图象处理数据的方法．
自主再现
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二、实验原理
1．探究加速度a与力F及质量M的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控制一个参量——小车的质量M不变，讨论加速度a与力F的关系，再控制砝码和小盘的质量不变，即力F不变，改变小车质量M，讨论加速度a与M的关系．
2．实验中需要测量的物理量和测量方法是：小车及砝码的总质量M；用天平测出．
小车受到的拉力F认为等于托盘和砝码的总重力mg.
小车的加速度a利用纸带根据Δx＝aT2计算．
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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、坐标纸．
四、实验步骤
1．用天平测出小车和小盘的质量M和M′，把数值记录下来．
2．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(即不给小车加牵引力)．
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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，反复移动木板的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态，这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受重力在斜面方向上的分力平衡．
4．把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，先接通电源再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点．打点完成后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码．
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5．保持小车及车内砝码的质量不变，在小盘内放入质量为m′的砝码，″，m，…的砝码，′，m″，m…的数值都要记录在纸带上(或表格内)．
6．在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，测量计数点间的距离，算出每条纸带上的加速度的值．
7．用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点．若这些点在一条直线上，便证明了加速度与作用力成正比．
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8．保持砝码和小盘的质量不变，在小车上依次加砝码(也需作好记录)，重复上述步骤，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据实验结果画出相应的点，如果这些点是在一条直线上，就证明加速度与质量成反比．
五、数据处理
1．把小车在不同力作用
下产生的加速度填在下表中：
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由以上数据画出它的a－F关系图象如图所示．
通过a－F关系图象，我们可以得出小车的加速度a与力F成正比．
2．把不同质量的小车在相同力作用下产生的加速度填在下表中：
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2．因实验原理不完善造成误差
本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力)，存在系统误差．
小盘和砝码的总质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，误差就越小．
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