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        加速度與力、質(zhì)量關(guān)系實驗的改進

        2015-12-26 10:14:48吉林市松花江中學朱振棟
        發(fā)明與創(chuàng)新 2015年6期
        關(guān)鍵詞:鉤碼紙帶計時器

        文 吉林市松花江中學 朱振棟

        探究物體運動的加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗,是高中物理新課標(必修1)中非常重要的探究實驗。

        用打點計時器做實驗時,一般采用砂桶加細砂的方法改變拉力的大小,這樣做需用天平測砂桶和細砂的質(zhì)量,給實驗帶來不便。經(jīng)平衡摩擦力以后,我改用螺母(M8,質(zhì)量為10.2克)代替小桶加砂子的質(zhì)量,作為拉力。現(xiàn)介紹改進后的實驗方案以供參考。

        一、保持物體的質(zhì)量不變

        小車的質(zhì)量不變,為200克,依次改變拉力為一個螺母(其質(zhì)量為10.2克)、兩個螺母(20.4克)、三個螺母(30.6克)、四個螺母(40.8克)、五個螺母(51.0克)。用打點計時器依次打出五條紙帶,分別計算其加速度,做出a-F圖像,如圖1。

        圖1當小車的質(zhì)量不變時,a與F的關(guān)系

        二、保持物體所受的力不變

        用兩個螺母或三個螺母作為拉力,依次增加小車的質(zhì)量為200克、250克(增加一個50克的鉤碼)、300克(增加兩個50克的鉤碼)、350克(增加三個50克的鉤碼)、400克(增加四個50克的鉤碼)。

        用打點計時器依次打出五條紙帶(實際上打出四條紙帶就可以,因為小車200克質(zhì)量時的紙帶第一次已經(jīng)做出),分別計算其加速度值,做出a-m和a-1/m圖像,如圖2、圖3。最后通過分析圖像特點,探究得出物體運動的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

        圖2當F不變時,a與m的關(guān)系

        圖3當F不變時,a與1/m的關(guān)系

        通過這種處理方式,省去了用天平測量砂桶和砂子質(zhì)量的麻煩,提高了實驗效率。

        由圖1、圖2、圖3可以看出,物體的加速度與物體所受的力成正比,與物體的質(zhì)量成反比。

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