如果物体做初速度为零的匀加速直线运动,那么,测量物体加速度最直接的办法就是用刻度尺测量位移并用秒表测量时间,然后由a=算出.也可以在运动物体上安装一条打点计时器的纸带,根据纸带上打出的点来测量加速度.
其实,在这个实验中也可以不测加速度的具体数值,这是因为我们探究的是加速度与其他量之间的比例关系.因此,测量不同情况下(即不同受力时、不同质量时)物体加速度的比值就可以了.由于a=,如果测出两个初速度为0的匀加速运动在相同时间内发生的位移x1、x2,位移之比就是加速度之比,即.
2.实验数据的图像表示
观察描出的各数据点,可以看出各点大体在一条直线上.由于误差的存在,不可将各数据点直接连起来,而是用一条直线尽量靠近这些点,作出实验结果图.
从图像上可以看出:物体的加速度,与其所受合外力成正比,与其质量的倒数也是成正比(或与物体的质量成反比).
3.用描点法描出的aF图像与a-图像中,描出的点有些离散,并不是严格地位于某条直线上,应如何处理?
实验过程中不可避免地要出现误差,本探究实验中的误差是由于读数等原因造成的偶然误差,要减小偶然误差,测量多次取平均值是一种非常有效的方法.而描点法作图像使测出的点尽可能地对称分布于直线两侧,就是一种平均.离直线较远的点,误差很大,就是错误数据,可直接舍去.
【例2】若测得某一物体的质量M一定时,a与F的关系的有关数据资料如下表.
a/(m·s-2) 1.98 4.06 5.95 8.12 F/N 1.00 2.00 3.00 4.00 (1)根据表中数据,画出aF图像;
(2)从图像可以判定:当M一定时,a与F的关系为_____________________.
解析:由数据可知,a与F增加的倍数大致相等,可先假设a与F成正比,则图像是一条过原点的直线.同时因实验中不可避免地出现误差,研究误差产生的原因,从而可减小误差,增大实验的准确性.连线时应使直线过尽可能多的点,不在直线上的点应大致对称地分布在直线两侧,离直线较远的点应视为错误数据,不予考虑.因此在误差允许的范围内图线是一条过原点的直线.
答案:(1)aF图像如图5-2-2所示.
(2)成正比
图5-2-2