【物理】2018届一轮复习人教版验证牛顿运动定律学案 19页

第19课时　验证牛顿运动定律(实验提能课)‎ 一、实验目的 ‎1．学会用控制变量法研究物理规律。‎ ‎2．探究加速度与力、质量的关系。‎ ‎3．掌握利用图像处理数据的方法。‎ 二、实验原理 采取控制变量法，即先控制一个参量——小车的质量M不变，探究加速度a与力F的关系；再控制小盘和砝码的质量不变，即力不变，探究加速度a与小车质量M的关系。‎ 三、实验器材 小车，砝码，小盘，细绳，附有定滑轮的长木板，垫木，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，复写纸，托盘天平，米尺。‎ 四、实验步骤 ‎1．称量质量 用天平测小盘的质量m0和小车的质量M0。‎ ‎2．安装器材 按照实验原理图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即无小车牵引力)。‎ ‎3．平衡摩擦力 在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，反复移动薄木块的位置，直至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为止。‎ ‎4．测量加速度 ‎(1)保持小车的质量不变：把小车靠近打点计时器，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。改变小盘内砝码的个数，并多做几次。‎ ‎(2)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，让小车在木板上滑动打出纸带。计算砝码和小车的总质量M ‎，并由纸带计算出小车对应的加速度，并将所对应的质量和加速度填入表(二)中。改变小车上砝码的个数，并多做几次。‎ 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 小车和砝码的总质量的倒数/kg－1‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 五、数据处理 ‎1．计算加速度 在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度。‎ ‎2．图像法处理实验数据 作图像找关系：根据记录的各组对应的加速度a与小车所受牵引力F，建立直角坐标系，描点画a F图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，便证明加速度与作用力成正比。再根据记录的各组对应的加速度a与小车和砝码总质量M，建立直角坐标系，描点画a 图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，就证明了加速度与质量成反比。‎ 六、误差分析 ‎1．因实验原理不完善引起的系统误差 以小车、小盘和砝码整体为研究对象得mg＝(M＋m)a，‎ 以小车为研究对象得F＝Ma，求得 F＝·mg＝·mg