实验四 验证牛顿运动定律

实验四 验证牛顿运动定律

【实验目的】

1.学会用控制变量法研究物理规律;

2.探究a与F、M的关系;

3.掌握利用图象处理数据的方法.

【实验原理】

1.探究a与F、M的关系的实验依据是牛顿运动定律,即F=Ma,当研究对象有两个以上的参量发生变化时,设法控制某些参量使之不变,而研究另外两个参量之间的变化关系的方法叫 .本实验中有力F、质量M和加速度a三个变量,研究加速度a与F及M的关系时,先控制质量M不变,讨论 的关系;然后再控制力F不变,讨论 的关系.

2.实验中需要测量的物理量和测量方法是: 用天平测出.小车受到的拉力F认为等于 .小车的加速度a利用纸带根据 计算

【实验器材】

打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、重物、夹子、细绳、导线、天平(带有一套砝码)、 、 、砝码.

【实验步骤】

1.用天平测出小车和砝码的总质量M,小盘和砝码的总

质量m,把数值记录下来.

2.按如图1所示把实验器材安装好,只是不把悬挂小盘

的细绳系在车上,即不给小车施加牵引力.

3.平衡摩擦力:

4.把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘,先 再 ,打点计时器在纸带上打下一系列的点,打完点后切断电源,取下纸带,在纸带上标上纸带号码.

5.保持小车和砝码的质量不变,在小盘里放入适量的砝码,把小盘和砝码的总质量m′记录下来,重复步骤4.在小桶内再放入适量砝码,记录下小盘和砝码的总质量m″,再重复步骤4.

6.重复步骤5两次,得到三条纸带.

7.在每条纸带上都选取一段比较理想的部分,标明计数点,测量计数点间的距离,算出每条纸带上的加速度的值.

8.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示作用力F,作用力的大小F等于小盘和砝码的总重力,根据实验结果在坐标平面上画出相应的点,如果这些点是在一条过原点的直线上,便证明了加速度与作用力成正比.

9.保持小盘和砝码的质量不变,在小车上加砝码,重复上面的实验,用纵坐标表示加速度a,横坐标表示小车和砝码总质量的倒数,根据实验结果在坐标平面上画出相应的点.如果这些点是在一条过原点的直线上,就证明了加速度与质量成反比.

精囊妙诀： 控制变量法,验证牛二律;实验第一步,平衡摩擦力;合力等于盘码重,必须满足关系式(m M);验证a-M成反比,注意选好坐标系.