實驗04-DIS研究牛頓第二定律

實驗四：用DIS研究加速度與力的關(guān)系、加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗目的：

⑴研究物體在質(zhì)量一定的情況下，加速度與所受力之間的聯(lián)系

⑵研究物體在所受力一定的情況下，加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系實驗器材：

DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機等）、帶滑輪的力學軌道、細繩、小車、鉤碼、小車配重片、天平、支架等。

實驗裝置：實驗步驟：

實驗1：研究小車在質(zhì)量一定的情況下，加速度與受力的關(guān)系⑴DIS連接：將位移傳感器的發(fā)射器固定在小車上，接收器固定在力學軌道的高端。調(diào)整接收器、發(fā)射器的位置，使其基本正對。將接收器與數(shù)據(jù)采集器相連，數(shù)據(jù)采集器與計算機相連，構(gòu)成DIS實驗系統(tǒng)。⑵進行摩擦力平衡調(diào)整。步驟如下：a、雙擊圖標，打開DAS程序，等待傳感器自動連接，待變成，傳感器就連接成功了。單擊“新課改實驗”，雙擊實驗條目“用DIS求加速度”，進入實驗界面。b、將小車放到斜面上，打開位移傳感器發(fā)射器電源開關(guān)，點擊“”，輕推小車開始運動，測量小車的加速度。當加速度接近零時，可以認為小車重力沿斜面的分力已與小車和軌道之間的摩擦力平衡，見（圖）。c、如果加速度與0相差較大，則調(diào)節(jié)軌道的傾角，再次測量，直至達到要求。d、點擊退出，退出“用DIS求加速度”。⑶返回軟件主界面，點擊實驗條目“研究加速度與力的關(guān)系”。⑷將細繩的一段栓在小車上，另一段通過滑輪拴在鉤碼上。⑸在窗口下方的表格內(nèi)輸入小車的質(zhì)量及拉力數(shù)值(等于鉤碼的重力)。⑹將小車放到軌道上，點擊“開始記錄”，釋放小車，數(shù)據(jù)采集完，點擊“停止記錄”⑺點擊“選擇區(qū)域”，選擇需要研究的一段v-t圖線。此時軟件窗口下方的表格中將自動顯示該段v-t圖線對應的加速度。⑻保持小車質(zhì)量不變，改變拉力，重做實驗，可得到另幾組數(shù)據(jù)，記錄在表格中。F/Na/m·s-2⑼處理實驗數(shù)據(jù)，畫出a-F圖線，歸納得出結(jié)論。實驗結(jié)論；_____________________________________________________________.實驗2：研究小車在所受力一定的情況下，加速度與質(zhì)量的關(guān)系⑴點擊實驗條目“研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”，保持小桶和砝碼的總重力不變（即保持小車所受拉力不變），改變小車的質(zhì)量（往小車上依次加不同數(shù)量的配重片），重做實驗，得到另外幾組數(shù)據(jù)，記錄在表格中。a-M圖線a—圖線M/kga/m·s-2⑵處理實驗數(shù)據(jù)，畫出a-M圖線。⑶重新設置坐標，轉(zhuǎn)化成“a—圖線，歸納得出結(jié)論。實驗結(jié)論：_____________________________________________________。注意事項：⑴由于用桶和砝碼的總重力代替小車受到的拉力，因此，只有當桶和砝碼的質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M時，小車所受的拉力才可以認為等于桶和砝碼所受的總重力。⑵調(diào)節(jié)好軌道傾角，使小車重力沿斜面的分離與小車和軌道之間的摩擦力向抵消。

⑶平衡摩擦力后，若改變小車的質(zhì)量，不需再調(diào)節(jié)導軌的傾角。練習二：1．用DIS研究“在物體所受力一定時，加速度與質(zhì)量關(guān)系”的實驗中，我們用了如圖15-10-72(1)圖中P是掛在繩子下面的小桶（內(nèi)放砝碼），l是________，2是__________，除圖中器材外，還需要_________________。2(2)實驗時下列說法中哪個是正確的……()(A)要測出小車的質(zhì)量； 圖15-10-7圖15-10-(C)小車、小桶和砝碼P的質(zhì)量都要測； (D)小車、小桶和砝碼P的質(zhì)量都不要測。（3）在“研究作用力一定時，物體的加速度與質(zhì)量關(guān)系”的實驗中，下面做法錯誤的是()（A）平衡摩擦力時，應該調(diào)整力學導軌的高度，使小車作勻速直線運動（B）平衡摩擦力時，應將桶用細繩通過定滑輪系在小車上（C）每次改變小車的質(zhì)量時，不再需要重新平衡摩擦力（D）如果小桶和砝碼的總質(zhì)量為m，小車質(zhì)量為M，實驗中要確保M>>m2．牛頓第二定律實驗中，a－F圖像斜率的含義是；a－1／M圖象斜率的含義是；在探究a與M的關(guān)系時，作a-1/M圖象而不作a-M圖象的理由是：。3.如圖圖15-10-8（a）為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機）研究加速度和力的關(guān)系”的實驗裝置。圖15-10-8圖15-10-圖15-10-13圖15-10-（b）（a）（1）在該實驗中必須采用控制變量法，應保持___________不變，用鉤碼所受的重力作為___________，用DIS測小車的加速度。（2）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復測量。在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線如圖15-10-8（b）所示。①分析此圖線的OA段可得出的實驗結(jié)論是___________________