第十四讲　牛顿第二定律：第一课时 实验—鲁科版（2019）高中新高一暑期物理衔接讲义（机构专用）

第十四讲　牛顿第二定律 第1课时　实验：探究加速度与力、质量的关系 一、实验目的 1．学会用控制变量法研究物理规律． 2．掌握利用图象处理数据的方法． 3．探究加速度与力、质量的关系． 二、实验原理 1．探究加速度a与力F及质量m的关系，采用的基本方法是控制变量法． (1)如图1所示，保持小车的总质量不变，改变小盘内砝码的个数(或小桶内砂子的质量)，从而改变细绳对小车的拉力F，测出小车的加速度，研究小车的加速度与拉力的关系． 图1 (2)保持小盘和砝码的总质量不变，即细绳对小车拉力F不变，在小车上增减砝码，改变小车的总质量，测出小车对应的加速度，研究小车的加速度与其质量的关系． 2．测量方法 (1)小车与其上砝码的总质量M——用天平测量； (2)小车的加速度a——利用打点计时器打出的纸带，由Δs＝aT2来计算； (3)小车所受的合外力F——用天平测量小桶和沙子的总质量，由G＝mg来计算． 三、实验器材 打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、刻度尺、天平、砝码. 一、实验步骤 1．用天平分别测出小车的质量和小桶的质量，把数据记录下来． 2．按如图2所示安装器材． 图2 3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，反复移动薄木块的位置，直至不挂重物的小车在斜面上运动时可保持匀速运动状态．这时小车拖着纸带运动受到的摩擦力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡． 4．在小车上加放砝码，小桶里放入适量的沙子，把砝码和沙子的质量记录下来．把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点，取下纸带，在纸上写上编号． 5．保持小车及车内砝码的质量不变，改变沙子的质量(要用天平称量)，按步骤4再做几次实验，将实验时记录的数据填入表格1中． 6．算出每条纸带对应的加速度的值并填入表格1中． 表格1　物体的质量一定，加速度与受力的关系 实验次数 加速度a/(m·s－2) 小车受力F/N 1 2 3 4 7.保持沙子和小桶的质量不变，在小车上增减砝码，重复上述步骤4，将实验时记录的数据填入表格2中． 8．算出每条纸带对应的加速度的值并填入表格2中． 表格2　物体受到的合外力一定，加速度与质量的关系 实验 次数 加速度 a