实验四：探究加速度与力、质量的关系

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1、实验四探究加速度与力、质量的关系主备人：却富才审核：王玉珍一、实验目的验证牛顿第二定律；学会用控制变量法研究物理规律；学会利用图处理彖数据.二、实验原理保持作用力不变，确定加速度与质量的大小关系；保持质量不变探究加速度跟合外力的关系；作出a—F图象和图象，确定其关系三、实验器材小车，祛码，小盘，砂，细线，附有立滑轮的长木板，垫木，,低压交流电源，导线两根，纸带，复写纸，托盘天平，.四、实验步骤1.用夭平测出小车、祛码的质量M和,把数据记录下来.2.把实验器材安装好，平衡摩擦力.3.保持不变，改变小盘和祛码的总质量m做5次实验.4.算出每条纸带对应的加速度的值.5.用纵坐标表示,横坐标

2、表示,即小盘与祛码的总重力mg,根据实验结果在处标平曲上描出相应的点，作图线.6.保持不变，在小车上加祛码，重复上面的实验用纵处标表示，横坐标表示的倒数，在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作岀图线.五、实验结论加速度与成正比，与成反比.六、注意事项1.在平衡摩擦力时，不要把系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动.2.每条纸带必须在满足远大于的条件下打出.只有如此，小车受到的拉力才可视为等于小盘和祛码的总重力.3.改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近,并应先，再,且应在小车到达滑轮前按住小车.1.作图彖吋，要使尽可能多的点分布在所作直线上，不在

3、直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧.2.作图时两轴标度比例耍选择适当，各量须采用国际单位.这样作图线时，坐标点间距不至于过密，课差会小些.七、误差来源1•测量误差：⑴质量的测量.（2）打点间隔距离的测量.2.操作误差：（1）拉线或纸带不与木板平行.（2）倾斜角度不当，平衡摩擦力不准.3.原理误差预习自测1.关于验证牛顿运动定律的实验，下列说法中符合实际的是（）A.通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B.通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C.通过保持小车受力不变，只改变小车质量的

4、研究，就可以得出加速隊力、质量三者Z间的关系D.先不改变小车质量，研究加速度与力的关系;再不改变力，研究加速度与质量的关系,最厉归纳出加速度、力、质量三者之间的关系2.在利用打点计时器和小车来做“验证牛顿运动定律”的实验时，下列说法中正确的（）A•平衡摩擦力时，应将祛码及盘内祛码通过定滑轮拴在小车上B.连接袪码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行C.平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D.小车禅放前应靠近打点计时器,应先接通电源再禅放小车C案例1•若测得某一物体质量M一定时,a与F的有关数据资料如下表所示.⑴根据表中数据，在如图坐标屮画出a-F图象.（2）根据图象判处:当M一眾吋,a与F的

5、关系为a/(m•s'2)1.984.065.95&12F/N1.002.003.004.00a/fm-s"1)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.小车打点计时器祛码盘23・52°"T683.83(单位:cm)乙(1)在平衡小车与桌而Z间摩擦力的过程屮，打出了一条纸带如图乙所示.计时器打点的时间间隔为0.02S.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离.该小车的加速度a=m/s2.(结果保留两位冇效数字)(2)平衡摩擦力后，将5个相同的祛码都放在小车上.挂上舷码盘，然后每次从小车上取一个祛码添加到祛码盘小，测量小午的加速度.小午

6、的加速度a与祛码盘中祛码总重力F的数据如下表：o/(m・a"2)袪码盘中祛码总重力F(N)0J960.3920.5880.7840.980加速度a(m-s"2)0.691.181.662.182-70::z::::z:========:z:::z::::z=zF/NO根据实数据在图屮作出a-F的关系图(3)根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点.请说明主要原因.例3.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板Z间的动摩擦因数.实验装置如图，一表I侨粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带和连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点

7、计时器使川的交流电源的频率为50Hz.开始实验时，在托盘中放入适量柱码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列点*血托盘zh^.（1）如图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图屮未标出），计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度a=（保留三位有效数字）.（2）回答卜•列两个问题：①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的冇・（填入所选物理量前的字母）A.木板的长度LB.木板的