第2节　实验：探究加速度与力、质量的关系

　　小汽车从静止加速到100 km/h只需十几秒的时间，满载的货车从静止加速到100 km/h，用时较长，赛车安装了强大发动机，质量与一般小汽车相仿，可以在四、五秒的时间内从静止加速到100 km/h.

　　从上面的例子我们可以看出：物体的质量越小，速度改变得越快，产生的加速度越大；牵引力越大，速度改变得越快，产生的加速度越大．于是我们猜想，物体所获得的加速度可能与外力有关，还可能与物体本身的质量有关．据此，我们可以提出这样的假设：物体所获得的加速度，由它的质量和它所受的合力共同决定．这个假设是否正确，我们可以设计一些实验来检验．

　　　　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

　　采用控制变量法：

　　1．保持物体质量m不变，探究加速度a与力F的关系．

　　2．保持物体所受的力相同，探究加速度a与质量m的关系．

　　三、实验器材

　　一端附有定滑轮的长木板；小车；带小钩的细绳；沙子和小桶；打点计时器；纸带及复写纸片；刻度尺；低压交流电源、导线；砝码；天平(带有一套砝码)

　　四、实验步骤

　　1．用天平测出小车和小桶的质量M和m桶，把数值记录下来．

　　2．按图4－2－1所示把实验器材安装好，只是不把悬挂小桶的细绳系在小车上(即不给小车加牵引力)．

　　图4－2－1

　　3．平衡摩擦力．

　　4．把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小桶，先接通电源

　　再放开小车，取下纸带，在打点纸带上标上纸带号码．

　　5．保持小车的质量不变，在小桶内放入质量为m′的沙，重复步骤4，在小桶内放入质量为m″、m、......的沙，再重复4，m′、m″、m、......的数值都要记录在纸带上(或表格内)．

　　6．在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，按"测定匀变速直线运动的加速度"实验中的方法算出每条纸带的加速度a.

　　7．用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点．若这些点在一条直线上，便证明了加速度与作用力成正比，即＝或a∝F.

8．保持沙和小桶的质量不变，在小车上依次加砝码(也需做好记录)，重复上述步骤4和步骤6.用纵坐标表示加速度，横坐标表示小车及砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据实