物理必修1第五章探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系知識點
物理必修1第五章探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系知識點
用實驗方案來尋找探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。牛頓第二定律實驗是高中生接觸到的第一個有難度的實驗。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)淼奈锢肀匦?第五章探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系知識點，希望對你有幫助。
物理第五章探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系知識點
本實驗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)實驗數(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)實驗數(shù)據(jù)繪制圖象的方法。
牛頓第二定律實驗?zāi)康?、原理實驗?zāi)康?/p>
驗證牛頓第二定律：物體的質(zhì)量一定時，加速度與作用力成正比;作用力一定時，加速度與質(zhì)量成反比。
實驗原理
利用砂及砂桶通過細(xì)線牽引小車做加速運動的方法，采用控制變量法研究上述兩組關(guān)系。
如圖4—6所示，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，使小車所受的阻力忽略，當(dāng)M和m做加速運動時，可以得到
當(dāng)M>>m時，可近似認(rèn)為小車所受的拉力T等于mg;
本實驗第一部分保持小車的質(zhì)量不變，改變m的大小，測出相應(yīng)的a，驗證a與F的關(guān)系;
第二部分保持m不變，改變M的大小，測出小車運動的加速度a，驗證a與M的關(guān)系。
實驗器材
電磁打點計時器，紙帶及復(fù)寫紙，低壓交流電源，兩根導(dǎo)線，小車，一端附有滑輪的長木板，薄木板，小桶，細(xì)繩，砂，天平，刻度尺，砝碼。
實驗步驟及器材調(diào)整
(1)用天平測出小車和小桶與砂的質(zhì)量M和m，把數(shù)值記錄下來;
(2)按圖4—7所示把實驗器材安裝好;
(3)平衡摩擦力：在長木板的不帶滑輪的一端下面墊上一塊薄木板，反復(fù)移動其位置，直至后面的紙帶連好并不掛砂桶的小車剛好在斜面上保持勻速運動為止;
(4)將砂桶通過細(xì)繩系在小車上，接通電源放開小車，使小車運動，用紙帶記錄小車的運動情況，取下紙帶，并在紙帶上標(biāo)上號碼;
(5)保持小車的質(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，畫出相應(yīng)的圖線以驗證倪與F的關(guān)系;
(7)保持砂及小桶的質(zhì)量不變，改變小車的質(zhì)量(在小車上增減砝碼)，重復(fù)上述步驟(5)、(6)驗證a與M的關(guān)系;
操作注意事項
(1)在牛頓第二定律實驗中，必須平衡摩擦力，方法是將長木板的一端墊起，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，每次小車開始釋放時應(yīng)盡量靠近打點計時器，而且先通電再放小車;
(3)每次利用紙帶確定a時，應(yīng)求解其平均加速度;
數(shù)據(jù)處理及誤差分析
(1)該實驗原理中T= ，可見要在每次實驗中均要求M>>m，只有這樣，才能使?fàn)恳≤嚨臓恳频扔谏凹吧巴暗闹亓?(2)在平衡摩擦力時，墊起的物體的位置要適當(dāng)，長木板形成的傾角既不能太大也不能太小，同時每次改變M時，不再重復(fù)平衡摩擦力;
(3)在驗證a與M的關(guān)系時，作圖時應(yīng)將橫軸用l/M表示，這樣才能使圖象更直觀。
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