探究加速度与力、质量的关系_实验报告

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1、实验：探究加速度与力、质量的关系［实验目的］通过实验探究物体的加速度与它所受的合力、质量的定虽关系［实验原理］1、控制变量法：⑴保持m—定时，改变物体受力F测出加速度a,用图像法研究a与F关系⑵保持F—定时，改变物体质量m测出加速度a,用图像法研究a与m关系2、物理量的测量：（1）小车质量的测量：天平（2）合外力的测量：小车受四个力，重力、支持力、摩擦力、绳子的拉力。重力和支持力相互抵消，物体的合外力就等于绳了的拉力减去摩擦力。小车所受的合外力不是钩码的重力。为使合外力等于钩码的重力，必须：①平衡摩擦力：予衡厚擦力吋否娶桂少頒,.座華着级荫JfL通过扌J点匹吋暑时卩艮隹孔,

2、.将长木板倾斜一定角度，此时物体在斜面上受到的合外力为0。做实验时肯定无法这么准确，我们只要把木板倾斜到物体在斜面上人致能够匀速下滑（可以根据纸带上的点来判断），这就说明此时物体合外力为0,摩擦力被重力的沿斜面向下的分力（下滑力）给抵消了。由于小车的重力G、支持力N、摩擦力f相互抵消，那小车实验中受到的合外力就是绳子的拉力了。点拨：整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变托盘和袪码的质量，还是改变小车及袪码的质量，都不需要重新平衡摩擦力.②绳子的拉力不等于沙和小桶的重力：砂砂4、權旳摩厦皐运4、于4、车购禺丿更皐吩.可近似认为缰子旳拉力等于沙績4、輕旳事才。.推导：实际上mz

3、g=（m+m7）a,F=ma,得F=mmzg/（m+m7）;理论上F二mzg,只有当m’VVm时，才能认为绳子的拉力不等于沙和小桶的重力。点拨：平衡摩擦力后，每次实验必须在满足小车和所加袪码的总质量远大于袪码和托盘的总质量的条件下进行•只有如此，袪码和托盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等.'〔口H1在画图像时，随着勾码重量的增加或者小车质量的倒数增加时，实际描绘的图线与理论图线不重合，会向下弯折。（3）加速度的测量：①若v0=0,由x=v（）t+at1/2得：a=2x/12,刻度尺测量兀,秒表测量/②根据纸带上打出的点来测量加速度，由逐差法求加速度。③可以只测量加速度的

4、比值a/a2=X/X2,探究4向2=F］/F2・匕向2=加2加1.［实验器材］i端附有滑轮的长木板、小车、细线和小桶、天平、祛码、钩码（或槽码）、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺［实验步骤］⑴用天平测出小车和小桶的质量m和討把数值记录下來。⑵按下图实验装置把实验器材安装好，使长木板有滑轮的一端伸出桌面⑶在长木板不带定滑轮的一端下面垫一小木块，通过前后移动，来平衡小车的摩擦力⑷把细线系在小车上并跨过定滑轮，此时娶调节更滑匏阳商厦便绍线与木視半行。⑸将小车放于靠近打点记时器处，在小桶内放上袪码（5g）,接通电源，放开小车得到一打好点的纸带（注意不要让小车撞到定滑轮，打好的

5、纸带要标明条件m=?mz=?）点拨：要使砂和小桶的总质量远小于小车的总质量（n/<25g）,再做儿次实验⑺在每条纸带上都要选取一段比较理想的部分，算出每条纸带的加速度⑻把各次实验屮的数据填入表一内，作用力的大小认为等于小桶和祛码的重力［m@=（nV+mxM，做出a与F的图像⑼保持小桶内確码质量不变，在小车上放钩码改变小车的质量（分别加5（）g、10（）g、15（）g、200g）,重复上而的实验。把各次实验中的数据填入表二

6、内，做出a与1/m图像［实验数据分析与处理］若测得某一物体加一定时，。与F的关系的有关数据资料如下表.（1）根据表中数据，MiBa—F图彖.（2）从图象町以判定：当m一定时，。与F的关系为—成正比_tz/(m-s2)1.984.065.95&12F/N1.002.003.004.00若测得某一物体受力F一定时，。与M的关系数据如下表所示：（1）根据表中所列数据,画出a—1/m图象.（2）由a—1/m关系可知，当F—定吋，aAiM成—反比关系.67/(m-s-2)2.042.663.233.98M/kg2.001.501.251.00点拨：1、在研究加速度与质量的关系时，为什

7、么描绘占-丄图象，m而不是描绘a-m图象？在相同力的作用下，质量刃越大，加速度越小.这可能是■与/〃成反比”，但也可能是与〃/成反比”，甚至可能是更复杂的关系•我们从最简单的情况入手，检验是否"与/〃成反比”•实际上鴛与/〃戚反比”就是•与丄成m正比”，如果以丄为横坐标，加速度刀为纵坐标建立坐标系，根据方-丄图象是不是过原点的直线，就能mm判断加速度&是不是与质量/〃成反比•当然，检查a-m图象是不是双曲线，也能判断它们之间是不是反比例关系，但检查这条曲线是不是双曲线并不容易；而采用a--图象，检查图线是不是过原点