實(shí)驗(yàn)四　探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系
板塊一　主干梳理·夯實(shí)基礎(chǔ)
　實(shí)驗(yàn)原理與操作
◆　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 1．學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律。
2．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。
3．掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法。
◆　實(shí)驗(yàn)原理
探究加速度a與力F及質(zhì)量M的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用的基本方法是控制變量法，即先控制一個(gè)參量——小車的質(zhì)量M不變，討論加速度a與力F的關(guān)系，再控制砝碼和小盤的質(zhì)量不變，即力F不變，改變小車質(zhì)量M，討論加速度a與M的關(guān)系。
◆　實(shí)驗(yàn)器材
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板，小盤、砝碼、夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺。
◆　實(shí)驗(yàn)步驟
1．稱量質(zhì)量——用天平測(cè)量小盤的質(zhì)量m0和小車的質(zhì)量M0。
2．裝器材——按照如圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上(即不給小車牽引力)。

3．平衡摩擦力——在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，反復(fù)移動(dòng)薄木塊的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以保持勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
4．讓小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，掛上小盤和砝碼，先接通電源，再讓小車拖著紙帶在木板上勻加速下滑，打出一條紙帶。計(jì)算小盤和砝碼的重力，即為小車所受的合外力，由紙帶計(jì)算出小車的加速度，并把力和對(duì)應(yīng)的加速度填入表1中。
5．改變小盤內(nèi)砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟4，并多做幾次。
6．保持小盤內(nèi)的砝碼個(gè)數(shù)不變，在小車上放上砝碼改變小車的質(zhì)量，讓小車在木板上滑動(dòng)打出紙帶。計(jì)算砝碼和小車的總質(zhì)量M，并由紙帶計(jì)算出小車對(duì)應(yīng)的加速度，并將所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量和加速度填入表2中。
7．改變小車上砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟6，并多做幾次。
表1
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
加速度a/(m·s－2)
小車受力F/N
1


2


3


4


表2
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
加速度a/(m·s－2)
小車和砝碼的總質(zhì)量M/kg
1


2


3


4


　數(shù)據(jù)處理與分析
◆　數(shù)據(jù)處理
1．計(jì)算加速度——先在紙帶上標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，根據(jù)逐差法計(jì)算各條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度。
2．作圖象找關(guān)系——根據(jù)記錄的各組對(duì)應(yīng)的加速度a與小車所受牽引力F，建立直角坐標(biāo)系，描點(diǎn)畫a-F圖象，如果圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，便證明加速度與作用力成正比。再根據(jù)記錄的各組對(duì)應(yīng)的加速度a與小車和砝碼總質(zhì)量M，建立直角坐標(biāo)系，描點(diǎn)畫a－圖象，如果圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，就證明了加速度與質(zhì)量成反比。
◆　誤差分析
1．因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起誤差。以小車、小盤和砝碼整體為研究對(duì)象得mg＝(M＋m)a；以小車為研究對(duì)象得F＝Ma；求得F＝·mg＝·mg

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