实验五 牛顿第二定律

实验器材

朗威DISLab数据采集器、位移传感器、DISLab力学轨道、DISLab力学轨道小车、滑轮、砝码、细绳、转接器、支架、计算机。

实验装置

类似图1-1,但需在轨道一端安装滑轮,并使用吊有砝码的细绳通过滑轮牵引轨道小车(图5-1、图5-2)。

图1-1

图1-1 实验装置

图5-1

图5-1 用细绳牵引小车

图5-2

图5-2 滑轮的使用

实验操作

1.将位移传感器接收器固定在轨道的一端,连接到数据采集器第一通道;将位移传感器发射器固定到小车上。

2.进行摩擦力平衡调整。步骤如下:

a.点击教材专用软件主界面上的实验条目“从v-t图求加速度”,打开该软件;

b.将小车放到斜面上,打开位移传感器发射器电源开关,点击“开始记录”,释放小车;

c.调节轨道的倾角,用实验三的方法测量小车的加速度。当加速度接近零时,可以认为小车重力沿斜面的分力已与小车和轨道之间的摩擦力平衡,见图5-3。

图5-3

图5-3 平衡摩擦力

3.返回教材专用软件主界面,点击实验条目“牛顿第二定律”,打开该软件。

4.将细绳的一端拴在小车上,另一端通过滑轮拴在放有砝码的小桶上。

5.在窗口下方的表格内输入小车的质量及拉力数值(砝码重量+小桶重量)。

6.将小车放到轨道上,打开位移传感器发射器电源开关,点击“开始记录”,释放小车,使小车在砝码的拉动下开始运动。待小车停止运动,点击“停止记录”。

7.拖动窗口下方的滚动条,将实验获得的v-t图线置于显示区域中间,点击“选择区域”,选择需要研究的一段v-t图线。

8.软件窗口下方的表格中自动显示该段v-t图线对应的加速度(图5-4)。

图5-4

图5-4 研究区域内v-t图线对应的加速度

9.保持小车质量不变,改变拉力,重复步骤5、6,可得到另几组数据(图5-5)。

图5-5

图5-5 质量不变,改变拉力测得实验数据

10.点击“a-F图像”按钮,即得到加速度与拉力关系图线(图5-6)。

图5-6

图5-6 a-F图像

11.保持拉力不变,改变运动小车的质量,重复步骤5、6,得到另几组数据(图5-7)。

图5-7

图5-7 拉力不变,改变质量测得实验数据

12.点击“a-M图像”按钮,可得到加速度与质量关系图线(图5-8)。

图5-8

图5-8 a-M图像

13.点击“a-1/M图像”按钮,即得到加速度与质量倒数的关系图线(图5-9)。

图5-9

图5-9 a-1/M图像

14.比较实验值与理论值。如实验值与理论值之间存在误差,研究误差产生的原因,改进实验操作,重复实验。

15.归纳影响加速度的物理量有哪些,讨论控制变量法还能够应用于哪些实验研究。

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发布时间:2012/3/15 上午10:52:41  阅读次数:11313

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