文档介绍：实验四验证牛顿第二定律
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二、实验原理
一、实验目的
1、利用砂及砂桶通过细线牵引小车做加速运动的方法,采用控制变量法研究加速度与力和质量的关系。如图所示,通过适当的调节,使小车所受的阻力忽略,当M和m做加速运动时,可以得到:
当M﹥﹥m时,可近似认为小车所受的拉力T等于mg。
2、控制变量法:
(1)保持小车的质量M不变,改变m (即拉力)的大小,测出相应的a,探究a与F的关系;
(2)保持m(即拉力)不变,改变M的大小,测出小车运动的加速度a,探究a与M的关系.
2、控制变量法:

四、实验步骤(如图所示)

小车的质量M0。
,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。
打点计时器,纸带及复写纸,小车,一端附有滑轮的长木板,小盘,细绳,夹子,低压交流电源,导线,天平,刻度尺,砝码。

: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,,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。
,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。计算小盘和砝码的重力,即为小车所受的合外力,由纸带计算出小车的加速度,并把力和对应的加速度填入表(一)中。
,重复步骤4,并多做几次.
,在小车上放上砝码改变小车的质量,,并由纸带计算出小车对应的加速度。
,重复步骤6,并将所对应的质量和加速度填入表(二)中.
表(一)
实验次数
加速度a/(m·s-2)
小车受力F/N
1
2
3
4
表(二)
实验次数
加速度a/(m·s-2)
小车和砝码的总质量M/kg
1
2
3
五、数据处理
,可使用“研究匀变速直线运动”的方法:先在纸带上标明计数点,测量各计数点间的距离,根据公式a= 计算加速度.
,然后建立直角坐标系,用纵坐标表示加速度a,横坐标表示作用力F,描点画a F图象,如
果图象是一条过原点的直线,各组对应的加速度a与小车和砝码总质量M,然后建立直角坐标系,用纵坐标表示加速度a,横坐标表示总质量的倒数 ,描点画a 图象,
如果图象是一条过原点的直线,就证明了加速度与质量成反比.
六、注意事项
六、注意事项
,也就是调出一个合适的斜面,使小车力时,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.
,不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量,都不需要重新平衡摩擦力.
,小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力.
,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,再放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车.
,要使尽可能多的点在所作直线上,不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧.
时,坐标点间距不至于过密或过疏,误差会小些.

(1)应舍掉纸带上开头比较密集的点,在后边便于测量的地方找一个起点.
(2)可以把每打五次点的时间作为时间单位,即从开始点起,每五个点
标出一个计数点,而相邻计数点间的时间间隔为T= s.
例题讲解