内容正文:
实验4 验证牛顿运动定律
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一、实验目的
1.学会用控制变量法研究物理规律。
2.探究加速度与力、质量的关系。
3.掌握利用图象处理数据的方法。
二、实验原理
1.保持质量不变,探究加速度跟合外力的关系。
2.保持合外力不变,探究加速度与质量的关系。
3.作出a-F图象和a- 图象,确定其关系。
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、天平、刻度尺、砝码。
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四、实验步骤
1.称量质量——用天平测量小盘的质量m1和小车的质量m2。
2.安装器材——按照如图所示装置把实验器材安装好,只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)。
3.平衡摩擦力——在长木板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,直至小车能拉着纸带匀速下滑。
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4.测量加速度
(1)保持小车的质量不变,把小车靠近打点计时器,挂上小盘和砝码,先接通电源,再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑,打出一条纸带。计算小盘和砝码的重力,即为小车所受的合力,由纸带计算出小车的加速度,并把力和对应的加速度填入表(一)中。改变小盘内砝码的个数,并多做几次。
(2)保持小盘内的砝码个数不变,在小车上放上砝码改变小车的质量,让小车在木板上滑动打出纸带。计算砝码和小车的总质量m0,并由纸带计算出小车对应的加速度,并将所对应的质量和加速度填入表(二)中。改变小车上砝码的个数,并多做几次。
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五、数据处理
1.计算加速度——先在纸带上标明计数点,测量各计数点间的距离,根据逐差法计算各条纸带对应的加速度。
2.作图象找关系——根据记录的各组对应的加速度a与小车所受牵引力F,建立直角坐标系,描点画a-F图象,如果图象是一条过原点的倾斜直线,便证明加速度与作用力成正比;根据记录的各组对应的加速度a与小车和砝码总质量m0,建立直角坐标系,描点画a- 图象,如果图象是一条过原点的倾斜直线,就证明了加速度与质量成反比。
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六、误差分析
1.测量误差
(1)质量的测量。
(2)打点间隔距离的测量。
2.操作误差
(1)拉线或纸带与木板不平行。
(2)倾斜角度不当,平