人教版高中物理必修1　第四章《牛顿运动定律》第2节 实验：探究加速度与力、质量的关系

第二节 实验：探究加速度与力、质量的关系 一、实验器材 小车、砝码、小桶、砂、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、 、纸带、 、 ． 二、实验原理 实验的基本思想——控制变量法 1.保持研究对象即小车的 不变，改变小桶内砂的质量，即改变 ，测出小车的对应加速度，验证加速度是否正比于作用力. 2.保持小桶中砂的质量不变，即保持 不变，改变研究对象的 ，测出对应不同质量的加速度，验证加速度是否反比于质量. 三、实验方案的设计 1.三个物理量的测量方法——近似法 放在长木板上的小车在拉力的作用下做匀加速直线运动.(装置如下图所示). (1)小车质量的测量 利用 出，在小车上 可改变小车的质量. (2)拉力的测量 当小桶和砂的质量 小车的质量时，可以认为小桶和砂的重力近似等于对小车的拉力，即F≈mg. (3)加速度的测量：逐差法. 2.实验数据的处理方法——图象法、“化曲为直”法 (1)研究加速度a和力F的关系 以加速度a为纵坐标，以力F为横坐标，根据测量数据描点，然后作出图象，如下图所示，若图象是一条 ，就能说明a与F成正比. (2)研究加速度a与物体质量m的关系 如图甲所示，因为a－m图象是曲线，检查a－m图象是不是双曲线，就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，相当困难.若a和m成反比，则a与必成 .我们采用“化曲为直”的方法，以a为纵坐标，以为横坐标，作出a－图象，若a－图象是一条过原点的直线，如图乙所示，说明a与 成 ，即a与m成 . 四、实验步骤 1.用天平测出小车的质量M，并把数值记录下来. 2.按图所示的装置把实验器材安装好. 3.平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，多次移动木块位置，直到轻推小车，使小车在斜面上运动时可保持匀速直线运动为止. 4.在小桶里放入适量的砂，在小车上加放适量的砝码，用天平测出小桶和砂的质量m，并记录下来.接通电源，放开小车，待打点计时器在纸带上打好点后取下纸带. 5.保持小车的质量不变，改变砂和小桶的质量，按步骤4再做