用DIS研究加速度与力的关系,加速度与质量的关系

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1、用用DISDIS研究加速度与研究加速度与力的关系和加速度与力的关系和加速度与质量的关系质量的关系 实验目的：实验目的：研究小车在质量不变的情况下加速度与作用力的关系，在研究小车在质量不变的情况下加速度与作用力的关系，在受力一定的情况下加速度与质量的关系。受力一定的情况下加速度与质量的关系。 实验器材：实验器材：小车、钩码、小车配重片、带滑轮的轨道、小车、钩码、小车配重片、带滑轮的轨道、DIS（位移传（位移传感器等）、天平。感器等）、天平。 实验原理：控制变量实验原理：控制变量 a. 控制小车控制小车M不变，不变，F = mg 改变改变F(即改变即改变m)，研究，研究a与与F的关系的关系 b.

2、F不变不变(即即mg不变不变) 改变改变M，研究，研究a与与M的关系的关系mgF 小车小车M 钩码钩码m mF = mg的条件：的条件：mM对整体有：对整体有：mgFf(Mm)a。有：有：mgMaa=F/M数据分析：图像法数据分析：图像法aF 图线图线 k=1/MaM 图线图线 a1/M 图线图线 化曲为直化曲为直实验误差分析和处理实验误差分析和处理图线不通过原点图线不通过原点 误差原因分析：误差原因分析：轨道不够光滑。轨道不够光滑。 mgF 小车小车M 钩码钩码m mf实验改进：实验改进：不挂钩码，垫高轨道一侧，使小车重力分力与摩擦力平衡不挂钩码，垫高轨道一侧，使小车重力分力与摩擦力平衡mg

3、sin 小车小车M f误差原因分析：误差原因分析：垫过高，重力分力大于垫过高，重力分力大于摩擦力。摩擦力。 实验操作：实验操作：将小车放到斜面上，打开位移传感器发射器电源开关，点击将小车放到斜面上，打开位移传感器发射器电源开关，点击“ ”，轻，轻推小车开始运动，测量小车的加速度。当加速度接近零时，可以认为小车重推小车开始运动，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）。力沿斜面的分力已与小车和轨道之间的摩擦力平衡，见（图）。如果加速度如果加速度与与 0 相差较大，则调节轨道的倾角，再次测量，直至达到要求。相差较大，则调节轨道的倾角，

4、再次测量，直至达到要求。 数据处理：数据处理： 1作作a-F图像：图像：aF轨道水平若有摩擦？轨道水平若有摩擦？轨道若无摩擦且无滑轮轨道若无摩擦且无滑轮一端垫高？一端垫高？a/ms2F/N240M0.5kgFFfMa。（F=mg）FMgsin Ma。(F=mg)要求要求 m 远小于远小于M aFaF/M是直线是直线 。误差原因：钩码过大误差原因：钩码过大原理：原理：F=mg=Ma a理论理论=mg/M实际：整体：实际：整体：mg=(M+m)a 小车：小车：F=Ma a实际实际=mg/(M+m)a理论理论 mM时，时， a实际实际接近接近gaF图像中，斜率图像中，斜率k=a/F。 mM时时k=1/(M+m) a/ms2 B A O F/N 解决方法：利用力传感器解决方法：利用力传感器 k=1/M位移传感器接收部分滑块力传感器位移传感器发射部分重物轨道