一、实验原理、思路及需要测量的物理量
1.实验原理
实验的探究方法——控制变量法.
(1)保持研究对象即小车的质量不变,改变重物的质量,即改变拉力,测出小车运动对应的加速度,探究加速度是否正比于作用力.
(2)保持重物的质量不变,即保持作用力不变,改变研究对象即小车的质量,测出对应不同质量小车的加速度,探究加速度是否反比于质量.
2.基本思路
(1)加速度与力的关系
①实验的基本思路:测量质量m一定的物体在不同的力F作用下的加速度a,分析a与F的关系.
②实验数据的分析:设计表,记录数据.
在图1所示的坐标系内,作出aF图像.
(2)加速度与质量的关系
①实验的基本思路:F-定,测量不同质量m的物体在同一力F作用下的加速度a,分析a与m的关系.
②实验数据的分析:设计表,记录数据.
猜想:F相同,m越大,a越小,是否有“a与m成反比”或“a与m2成反比”?
若a与m成反比,则a与成正比.作出a图像.
3.三个物理量的测量方法
放在长木板上的小车在拉力的作用下做匀加速直线运动.(装置如图所示)
实验中需要测量的物理量有三个:小车的加速度、小车所受的力、小车的质量.
(1)小车质量的测量
利用天平测出,在小车上增减砝码可改变小车的质量.
(2)拉力的测量
当重物的质量远小于小车的质量时,可以认为重物的重力近似等于细绳对小车的拉力.
(3)加速度的测量
在运动物体上连接一条穿过打点计时器的纸带,根据纸带上打出的点来计算加速度.利用在匀变速直线运动中,连续相等的时间T内的位移之差Δx=aT2求出加速度.
[导学] 平衡摩擦力
(1)为何平衡摩擦力?
为了让细绳拉小车的力等于小车所受的合外力,即T=F合.
(2)平衡摩擦力应注意以下几点
①不挂重物.
②垫高长木板远离滑轮的一端.
③连好纸带后接通打点计时器,调节倾角,当纸带上打出的点迹均匀分布时,说明已经平衡了摩擦力.