高中物理必修一探究加速度與力質(zhì)量關(guān)系知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
2019-01-01 19:14:20三好網(wǎng)
本實(shí)驗(yàn)的基本思路是采用控制變量法。
(1)保持物體的質(zhì)量m不變，測(cè)量物體在不同外力F作用下的加速度a，探究加速度a與外力F的關(guān)系。
探究的方法采用根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制圖象的方法，也可以用比較的方法，看不同的外力F與由此外力產(chǎn)生的加速度a的比值有何關(guān)系。
(2)保持物體所受的力F相同，測(cè)量不同質(zhì)量m的物體在該力作用下的加速度a，探究加速度a與力F的關(guān)系。
探究的方法采用根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制圖象的方法。
牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃韺?shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
驗(yàn)證牛頓第二定律：物體的質(zhì)量一定時(shí)，加速度與作用力成正比；作用力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比。
實(shí)驗(yàn)原理
利用砂及砂桶通過(guò)細(xì)線牽引小車(chē)做加速運(yùn)動(dòng)的方法，采用控制變量法研究上述兩組關(guān)系。
通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，使小車(chē)所受的阻力忽略，當(dāng)M和m做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以得到
當(dāng)M>>m時(shí)，可近似認(rèn)為小車(chē)所受的拉力T等于mg；
本實(shí)驗(yàn)第一部分保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變m的大小，測(cè)出相應(yīng)的a，驗(yàn)證a與F的關(guān)系；
第二部分保持m不變，改變M的大小，測(cè)出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a，驗(yàn)證a與M的關(guān)系。
實(shí)驗(yàn)器材
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶及復(fù)寫(xiě)紙，低壓交流電源，兩根導(dǎo)線，小車(chē)，一端附有滑輪的長(zhǎng)木板，薄木板，小桶，細(xì)繩，砂，天平，刻度尺，砝碼。
實(shí)驗(yàn)步驟及器材調(diào)整
(1)用天平測(cè)出小車(chē)和小桶與砂的質(zhì)量M和m，把數(shù)值記錄下來(lái)；
(2)按圖4—7所示把實(shí)驗(yàn)器材安裝好；
(3)平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的不帶滑輪的一端下面墊上一塊薄木板，反復(fù)移動(dòng)其位置，直至后面的紙帶連好并不掛砂桶的小車(chē)剛好在斜面上保持勻速運(yùn)動(dòng)為止；
(4)將砂桶通過(guò)細(xì)繩系在小車(chē)上，接通電源放開(kāi)小車(chē)，使小車(chē)運(yùn)動(dòng)，用紙帶記錄小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況，取下紙帶，并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼；
(5)保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變砂桶中的砂量(確保M>>m)重復(fù)步驟(4)，每次記錄必須在相應(yīng)的紙帶上做上標(biāo)記，列表格將記錄的數(shù)據(jù)填寫(xiě)在表內(nèi)；
(6)建立坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示力，在坐標(biāo)系上描點(diǎn)，畫(huà)出相應(yīng)的圖線以驗(yàn)證倪與F的關(guān)系；
(7)保持砂及小桶的質(zhì)量不變，改變小車(chē)的質(zhì)量(在小車(chē)上增減砝碼)，重復(fù)上述步驟(5)、(6)驗(yàn)證a與M的關(guān)系；
操作注意事項(xiàng)
(1)在牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)中，必須平衡摩擦力，方法是將長(zhǎng)木板的一端墊起，而墊起的位置要恰當(dāng).在位置確定以后，不能再更換傾角；
(2)改變m和M的大小時(shí)，每次小車(chē)開(kāi)始釋放時(shí)應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，而且先通電再放小車(chē)；
(3)每次利用紙帶確定a時(shí)，應(yīng)求解其平均加速度；
數(shù)據(jù)處理及誤差分析
(1)該實(shí)驗(yàn)原理中，可見(jiàn)要在每次實(shí)驗(yàn)中均要求M>>m，只有這樣，才能使?fàn)恳≤?chē)的牽引力近似等于砂及砂桶的重力；
(2)在平衡摩擦力時(shí)，墊起的物體的位置要適當(dāng)，長(zhǎng)木板形成的傾角既不能太大也不能太小，同時(shí)每次改變M時(shí)，不再重復(fù)平衡摩擦力；
(3)在驗(yàn)證a與M的關(guān)系時(shí)，作圖時(shí)應(yīng)將橫軸用l/M表示，這樣才能使圖象更直觀。
