探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系試驗報告

1、實驗：探究加速度與力、質(zhì)雖的關(guān)系實驗?zāi)康耐ㄟ^實驗探究物體的加速度與它所受的合力、質(zhì)量的定量關(guān)系實驗原理1、控制變量法：保持m一定時，改變物體受力F測出加速度a,用圖像法研究a與F關(guān)系保持F一定時，改變物體質(zhì)量 m測出加速度a,用圖像法研究a與 m關(guān)系2、物理量的測量：(1) 小車質(zhì)量的測量：天平(2) 合外力的測量：小車受四個力，重力、支持力、摩擦力、繩子的拉力。重力和支持力相互抵消，物體的合外力就等于繩子的拉力減去摩擦力。小車所受的合外力不是鉤碼的重力。為使合外力等于鉤碼的重力，必須： 平衡摩擦力：平衡摩擦力時不要掛小桶，.應(yīng)連著紙帶且通過打點記時器的限位孔,.將長木板傾斜一定角度，此時物體

2、在斜面上受到的合外力為0。做實驗時肯定無法這么準(zhǔn)確，我們只要把木板傾斜到物體在斜面上大致能夠勻速下滑(可以根據(jù)紙帶上的點來判斷)，這就說明此時物體合外力為 0,摩擦力被重力的沿斜面向下的分力(下滑力)給抵消了。由于小車的重力 G支持力N、摩擦力f相互抵消，那小車實驗中受到的合外力就是繩子的拉力了。點撥：整個實驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變托盤和缺碼的質(zhì)量，還是改變小車及石去碼的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力 繩子的拉力不等于沙和小桶的重力：砂和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量.時,.可近似認(rèn)為繩子的拉力等于沙和小桶的重力。 推導(dǎo)：實際上 m/g=(m+ m')a,F=ma,得F=mm&#

3、39;g/(m+ m/);理論上F= m'g,只有當(dāng)m/<vm時，才能認(rèn)為繩子的拉力不等于沙和小桶的重力。點撥：平衡摩擦力后,每次實驗必須在滿足小車和所加缺碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于缺碼和托盤的總質(zhì)量的條件下進行.只有如此，石去碼和托盤的總重力才可視為與小車受到的拉力相等 在畫圖像時，隨著勾碼重量的增加或者小車質(zhì)量的倒數(shù)增加時，實際描繪的圖線與理論圖線不重合，會向 卜彎折。(3) 加速度的測量： 若vo = 0，由x = vo t + a t2 /2得：a = 2 x / t2 ,刻度尺測量x,秒表測量t 根據(jù)紙帶上打出的點來測量加速度，由逐差法求加速度。 可以只測量加速度的比值a1/a2

4、 = xi/x2，探究a1/a2 = F1/F2, a/a2 = m2/m1.3實驗器材一端附有滑輪的長木板、小車、細(xì)線和小桶、天平、缺碼、鉤碼(或槽碼)、打點計時器、學(xué)生電源、紙帶、刻度尺實驗步驟用天平測出小車和小桶的質(zhì)量m和m/把數(shù)值記錄下來。按下圖實驗裝置把實驗器材安裝好，使長木板有滑輪的一端伸出桌面在長木板不帶定滑輪的一端下面墊一小木塊，通過前后移動，來平衡小車的摩擦力把細(xì)線系在小車上并跨過定滑輪，此時冬購專定滑肥的高度便細(xì)線與木板*行。將小車放于靠近打點記時器處，在小桶內(nèi)放上石去碼(5g),接通電源，放開小車得到一打好點的紙帶(注意不要讓小車撞到定滑輪，打好的紙帶要標(biāo)明條件m=? m

5、=?)點撥：要使砂和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量(m'vv m );起始小車應(yīng)靠近打點計時器處，且先接通電源后再放開小車，注意不要讓小車撞到定滑輪。保持小車的質(zhì)量不變，改變小桶內(nèi)石去碼的質(zhì)量(10g、15g、20g、25g),再做幾次實驗在每條紙帶上都要選取一段比較理想的部分，算出每條紙帶的加速度把各次實驗中的數(shù)據(jù)填入表一內(nèi)，作用力的大小認(rèn)為等于小桶和石去碼的重力m/g=( mo/ + mx/)g,做出a與F的圖像保持小桶內(nèi)石去碼質(zhì)量不變，在小車上放鉤碼改變小車的質(zhì)量(分別加 上面的實驗。把各次實驗中的數(shù)據(jù)填入表二內(nèi)，做出a與1/m圖像實驗數(shù)據(jù)分析與處理若測得某一物體 m一定時，a與

6、F的關(guān)系的有關(guān)數(shù)據(jù)資料如下表(1) 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，畫出 a F圖象.a/(m s 之)1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00(2) 從圖象可以判定：當(dāng)m一定時，a與F的關(guān)系為 成正比若測得某一物體受力 F一定時，a與M的關(guān)系數(shù)據(jù)如下表所示：(1) 根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)，畫出 a- 1/m圖象.a/(m s 2)2.042.663.233.98M/kg2.001.501.251.00(2) 由a 1/m關(guān)系可知，當(dāng)F 一定時，a與M成反比 關(guān)系.1點撥：1、在研究加速度與質(zhì)量的美系時，為什么描繪a圖象,m而不是描繪a-m圖象？ 在相同力的作用下，質(zhì)量 m越大，加速度越

7、小 這可能是“a與m成反比”，但也可能是“ a與m2成反比”，甚至可能是更復(fù)雜的關(guān)系.我們從最簡單的情1_1 ,況入手，檢驗是否“ a與m成反比”.實際上“a與m成反比”就是“ a與一成正比”，如果以一為橫坐mm標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系， 根據(jù)a-圖象是不是過原點的直線，就能判斷加速度 a是不是與質(zhì)m量m成反比.當(dāng)然，檢查a - m圖象是不是雙曲線，也能判斷它們之間是不是反比例關(guān)系，但檢查這條曲線是不是雙曲線并不容易； 而采用a- 1圖象，檢查圖線是不是過原點的傾斜直線，就容易多了 .這種“化m曲為直”的方法是實驗研究中經(jīng)常采用的一種有效方法，在以后的學(xué)習(xí)中也會用到2、利用所測得的數(shù)據(jù)在 a F坐標(biāo)上描點并連線，所連的直線應(yīng)通過盡可能多的點，不在直線上的點