實驗報告 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

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1、 實驗報告 探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系 實驗?zāi)康? 1．學(xué)會用控制變量法研究物理規(guī)律． 2．探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系． 3．掌握靈活運用圖象處理問題的方法． 實驗原理 探究加速度a與力F、質(zhì)量M的關(guān)系時，應(yīng)用的基本方法是__________，即先控制一個參量——小車的質(zhì)量M不變，討論加速度a與力F的關(guān)系；再控制小盤和砝碼的質(zhì)量不變，即力F不變，改變小車質(zhì)量M，討論加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系． 實驗器材 打點計時器、復(fù)寫紙片和紙帶、一端有定滑輪的長木板、小車、小盤、______電源、______、砝碼、________、導(dǎo)線． 實驗步驟 一、測質(zhì)量 1

2、．用天平測出小車和砝碼的總質(zhì)量M，小盤和砝碼的總質(zhì)量m，把測量結(jié)果記錄下來． 二、儀器安裝及平衡摩擦力 2．按圖1把實驗器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細繩系在車上，即不給小車加牽引力． 圖1 3．平衡摩擦力：在長木板不帶定滑輪的一端下面墊一塊木板．反復(fù)移動木板的位置，直至小車拖著紙帶在斜面上運動時可以保持__________運動狀態(tài)．這時，小車受到的摩擦阻力恰好與小車所受的重力__________的分力平衡． 三、保持小車的質(zhì)量不變，研究a與F的關(guān)系 4．把細繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛小盤，先__________再____________，打點計時器在紙帶上打下一系列的點，打

3、完點后切斷電源，取下紙帶，在紙帶上標(biāo)上紙帶號碼． 5．保持小車和砝碼的質(zhì)量不變，在小盤里放入適量的砝碼，把小盤和砝碼的總質(zhì)量m′記錄下來，重復(fù)步驟4.在小盤內(nèi)再放入適量砝碼，記錄下小盤和砝碼的總質(zhì)量m″，再重復(fù)步驟4，重復(fù)三次，得到三條紙帶． 6．在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，標(biāo)明計數(shù)點，測量計數(shù)點間的距離，算出每條紙帶上的加速度的值，并記錄在表格(一)內(nèi)． 表(一) 實驗次數(shù) 加速度a/(m·s－2) 小車受力F/N 1 2 3 4 四、保持小盤和砝碼的質(zhì)量不變，研究a與M的關(guān)系 7．保持小盤內(nèi)的砝碼個數(shù)不變，在小車上放上砝碼改

4、變小車的質(zhì)量，讓小車在木板上滑動打出紙帶．計算砝碼和小車的總質(zhì)量M，并由紙帶計算出小車對應(yīng)的加速度． 改變小車上砝碼的個數(shù)，重復(fù)步驟7，并將所對應(yīng)的質(zhì)量和加速度填入表(二)中． 表(二) 實驗次數(shù) 加速度a/(m·s－2) 小車和砝碼的 總質(zhì)量M/kg 小車和砝碼總質(zhì)量 1 2 3 數(shù)據(jù)處理 1．需要計算各種情況下所對應(yīng)的小車加速度，可使用“研究勻變速直線運動”的方法：先在紙帶上標(biāo)明計數(shù)點，測量各計數(shù)點間的距離，根據(jù)公式a＝計算加速度． 圖2 2．(1)根據(jù)表(一)，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示作用力F，作用力的大小F等于

5、小盤和砝碼的總重力，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點，如果這些點是在一條過原點的直線上，便證明了加速度a與作用力F成正比．如圖2所示． (2)根據(jù)表(二)．用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車和砝碼的質(zhì)量M，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點，發(fā)現(xiàn)這些點落在一條類似反比函數(shù)的曲線上．我們猜想，a與M可能成反比．為了檢驗猜想的正確性，再用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點．如果這些點落在一條過原點的直線上，就證明了加速度與質(zhì)量成反比．(如圖3所示) 圖3 結(jié)論：

6、 注意事項 1．一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是調(diào)出一個合適的斜面，使小車的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車受到的摩擦阻力．在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細線系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著打點的紙帶運動． 2．實驗步驟2、3不需要重復(fù)，即整個實驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力． 3．每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠大于小盤和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出．只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視

7、為小車受到的拉力． 4．改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點計時器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達滑輪前按住小車． 誤差分析 1．質(zhì)量的測量誤差，紙帶上打點計時器打點間隔距離的測量誤差，拉線或紙帶不與木板平行等都會造成誤差． 2．因?qū)嶒炘聿煌晟圃斐烧`差：本實驗中用小盤和砝碼的總重力代替小車受到的拉力(實際上小車受到的拉力要小于小盤和砝碼的總重力)，存在系統(tǒng)誤差．小盤和砝碼的總質(zhì)量越接近小車的質(zhì)量，誤差就越大；反之，小盤和砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量，誤差就越小． 3．平衡摩擦力不準(zhǔn)確造成誤差：在平衡摩擦力時，除了不掛小盤外，其他的都跟正式實驗一樣(比如要掛好紙帶、接通打點計時器)，勻速運動的標(biāo)志是打點計時器打出的紙帶上各點的距離相等．