第三单元牛顿运动定律

实验4　验证牛顿第二定律

见《自学听讲》P49

　　实验目的

　　1.学会用控制变量法探究物理规律。

　　2.全面正确地认识加速度与力、质量的关系。

　　实验原理

　　研究加速度a与质量M、外力F之间的关系时,先保持质量不变,测量物体在不同的力的作用下的加速度,分析加速度与力的关系;再保持物体所受的力相同,测量不同质量的物体在该力作用下的加速度,分析加速度与质量的关系。这种先控制某些参量不变,研究某两个参量之间变化关系的方法叫作控制变量法。

　　实验器材

　　打点计时器、纸带及复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘和砝码、细绳、交流电源、导线、天平、刻度尺。

　　实验步骤

　　1.用天平测出小车的质量和小盘中砝码的质量,分别为M、m0,并把数值记录下来。

　　2.按图示将实验器材安装好(小车上不系绳)。

　　3.在长木板无滑轮的一端下面垫一薄木板,以平衡摩擦力。

　　4.将小盘通过细绳系在小车上,接通电源放开小车,用纸带记录小车的运动情况;取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂小盘的重力m0g。

　　5.保持小车的质量不变,改变小盘中砝码的质量,重复步骤4多做几次实验。每次小车应从同一位置释放,并记录好相应纸带。

　　6.保持小车所受合力不变,在小车上加砝码,并测出小车和放上砝码后的总质量M1,接通电源放开小车,用纸带记录小车的运动情况,取下纸带并在纸带上标上号码。

　　7.继续在小车上加放砝码,重复步骤6,多做几次实验,在每次得到的纸带上标上号码。

　　数据处理

　　1.保持小车质量不变时,计算各次小盘和砝码的重力(作为小车的合力)及对应纸带的加速度,填入表(一)中。

　　表(一)

实验次数 加速度a/(m·s-2) 小车受力F/N 1 2 3 4