物理必修1第五章探究加速度與力質量的關系知識點
物理必修1第五章探究加速度與力質量的關系知識點
用實驗方案來尋找探究加速度與力、質量的關系。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。下面是學習啦小編給大家?guī)淼奈锢肀匦?第五章探究加速度與力質量的關系知識點，希望對你有幫助。
物理第五章探究加速度與力質量的關系知識點
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與由此外力產生的加速度a的比值有何關系。
(2)保持物體所受的力F相同，測量不同質量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。
牛頓第二定律實驗目的、原理實驗目的
驗證牛頓第二定律：物體的質量一定時，加速度與作用力成正比;作用力一定時，加速度與質量成反比。
實驗原理
利用砂及砂桶通過細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系。
如圖4—6所示，通過適當?shù)恼{節(jié)，使小車所受的阻力忽略，當M和m做加速運動時，可以得到
當M>>m時，可近似認為小車所受的拉力T等于mg;
本實驗第一部分保持小車的質量不變，改變m的大小，測出相應的a，驗證a與F的關系;
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的關系。
實驗器材
電磁打點計時器，紙帶及復寫紙，低壓交流電源，兩根導線，小車，一端附有滑輪的長木板，薄木板，小桶，細繩，砂，天平，刻度尺，砝碼。
實驗步驟及器材調整
(1)用天平測出小車和小桶與砂的質量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，并在紙帶上標上號碼;
(5)保持小車的質量不變，改變砂桶中的砂量(確保M>>m)重復步驟(4)，每次記錄必須在相應的紙帶上做上標記，列表格將記錄的數(shù)據(jù)填寫在表內;
(6)建立坐標系，用縱坐標表示加速度，橫坐標表示力，在坐標系上描點，畫出相應的圖線以驗證倪與F的關系;
(7)保持砂及小桶的質量不變，改變小車的質量(在小車上增減砝碼)，重復上述步驟(5)、(6)驗證a與M的關系;
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.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，才能使牽引小車的牽引力近似等于砂及砂桶的重力;(2)在平衡摩擦力時，墊起的物體的位置要適當，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，不再重復平衡摩擦力;
(3)在驗證a與M的關系時，作圖時應將橫軸用l/M表示，這樣才能使圖象更直觀。
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