我们这个实验其实是学习牛顿第二定律的铺垫。我们先用实验方案,来寻找探究加速度与力、质量的关系,具体来说:研究F=km;在外力不变的时候,a与m成反比例;研究F=ka;在质量不断的时候,a与F成正比例。下面是讲解。牛顿第二定律实验是高中生接触到的第一个有难度的实验,这也是高考物理试卷中最常考的实验之一。下面来分析具体的实验内容。
一、实验原理: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上述两组关系。
二、实验步骤及器材调整
(1)用天平测出小车和小桶与砂的质量M和m,把数值记录下来;
(2)按图4—7所示把实验器材安装好;
(3)平衡摩擦力:在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块薄木板,反复移动其位置,直至后面的纸带连好并不挂砂桶的小车刚好在斜面上保持匀速运动为止;
(4)将砂桶通过细绳系在小车上,接通电源放开小车,使小车运动,用纸带记录小车的运动情况,取下纸带,并在纸带上标上号码;
(5)保持小车的质量不变,改变砂桶中的砂量(确保M>>m)重复步骤(4),每次记录必须在相应的纸带上做上标记,列表格将记录的数据填写在表内;
(6)建立坐标系,用纵坐标表示加速度,横坐标表示力,在坐标系上描点,画出相应的图线以验证倪与F的关系;
(7)保持砂及小桶的质量不变,改变小车的质量(在小车上增减砝码),重复上述步骤(5)、(6)验证a与M的关系;