高考物理一轮复习实验四验证牛顿运动定律
1学会用控制变量法研究物理规律。2验证牛顿第二定律。3掌握利用图象处理数据的方法。
探究加速度a与力F及质量m的关系时,应用的基本方法是控制变量法,即先控制一个参量小车的质量m不变,讨论加速度a与力F的关系,再控制小盘和砝码的质量不变,即力F不变,改变小车质量m,讨论加速度a与m的关系。
电磁打点计时器、复写纸片和纸带、一端带有定滑轮的长木板、小车、小盘、低压交流电源、天平、砝码、刻度尺、导线。
图实-4-11用天平测量小盘的质量m0和小车的质量M0。2把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端,连接好电路。3平衡摩擦力:小车的尾部挂上纸带,纸带穿过打点计时器的限位孔,将木板无滑轮的一端稍微垫高一些,使小车在不挂小盘和砝码的情况下,能沿木板做匀速直线运动。这样小车所受重力沿木板的分力与小车所受摩擦力平衡。在保证小盘和砝码的质量远小于小车质量的条件下,可以近似认为小盘和砝码的总重力大小等于小车所受的合外力的大小。4把小车停在打点计时器处,挂上小盘和砝码,先接通电源,再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑,打出一条纸带。5改变小盘内砝码的个数,重复步骤4,并多做几次。6保持小盘内的砝码个数不变,在小车上放上砝码改变小车的质量,让小车在木板上
f滑动打出纸带。7改变小车上砝码的个数,重复步骤6。
1把小车在不同力作用下产生的加速度填在下表中:实验次数加速度ams-2小车受力FN1234
图实-4-2由以上数据画出它的a-F关系图象如图实-4-2所示。通过a-F关系图象,我们可以得出小车的加速度a与力F成正比。2把不同质量的小车在相同力作用下产生的加速度填在下表中:
实验次数加速度ams-2小车质量Mkg1234
由以上数据画出它的a-M图象及a-1M图象,如图实-4-3甲、乙所示。
图实-4-3通过a-M和a-1M关系图象,我们可以得出小车的加速度a与质量M成反比,与质量的倒数1M成正比。
f1平衡摩擦力时,调节长木板形成一个合适的斜面,使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力。在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细线系在小车上,即不要给小车加任何牵引力,并要让小车拖着纸带运动。
2在本实验中,由于两个小车轮子的灵活程度可能不相同,所受的摩擦力也可能不相等,平衡摩擦力就有困难。应该尽可能选取光滑的长木板进行实r