最后更新: 2025-04-25 08:52 查看: 362 次反馈能力测评会员8.2元/月赞助

试验：探究加速度与力、质量的关系

1.实验目的
(1)学会用控制变量法研究物理量之间的关系.
(2)探究加速度与力、质量的关系.
(3)掌握利用图像处理数据的方法.
2.实验器材
小车、槽码、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、学生电源、导线、纸带、天平、刻度尺、坐标纸等.

3.实验原理
（1）保持质量不变，探究加速度与合外力的关系。
(2)保持合外力不变，探究加速度与质量 的关系。
(3)作出 $a-F$ 图像和 $a-\frac{1}{m}$ 图像，确定 $a$ 与 $F 、 m$ 的关系。
4. 实验过程
(1)测量：用天平测量槽码的质量 $m^{\prime}$ 和小车的质量 $m$.
(2)安装：按照如图所示装置把实验器材

安装好，只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上(即不给小车生引力）。

(3)补偿阻力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上垫木，使小车能匀速下滑。
(4)操作：①槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，断开电源，取下纸带，编号码。
②保持小车的质量 $m$ 不变，改变槽码的质量 $m^{\prime}$ ，重复步骤(1).
③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，计算加速度 $a$.
④描点作图，作 $a-F$ 的图像.
⑤保持槽码的质量 $m^{\prime}$ 不变，改变小车质量 $m$ ，重复步骤(1)和(3)，作 $a-\frac{1}{m}$图像.
 ![图片](/uploads/2024-12/38c9b4.jpg)
 
 5. 数据处理
(1)利用逐差法或 $b-t$ 图像法求 $a$.
(2)以 $a$ 为纵坐标， $F$ 为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，说明 $a$ 与 $F$ 成正比.
(3)以 $a$ 为纵坐标， $\frac{1}{m}$ 为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，就能判定 $a$ 与 $m$ 成反比.

6.注意事项
(1)开始实验前首先补偿阻力：适当垫高木板不带定滑轮的一端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好补偿小车和纸带受到的阻力. 在补偿阻力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动。
(2)实验过程中不用重复补偿阻力.
(3)实验必须保证的条件: $\qquad$
(4)一先一后一按：改变拉力或小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车.

7. 误差分析
(1)实验原理不完善：本实验用槽码的总重力代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于槽码的总重力
(2)补偿阻力不准确、质量测量不准确、计数点间距离测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差.

## 教材原型实验

`例` 例1 用如图所示的装置验证牛顿第二定律.
(1)除了图中所给器材以及交流电源和导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是 $BD$ (选填正确选项的字母)。
A.秒表
B.天平（含砝码）
C. 弹簧测力计
D. 刻度尺
 ![图片](/uploads/2024-12/5ae993.jpg)
 
 (2)实验前补偿阻力的做法是：把实验器材安装好，先不挂砂桶，将小车放

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