用實驗方案來找尋探究加速度與力、質量的關系。牛頓第二定理實驗是小學生接觸到的第一個有難度的實驗。下邊是小編給你們帶來的化學選修1第五章探究加速度與力質量的關系知識點,希望對你有幫助。
化學第五章探究加速度與力質量的關系知識點
本實驗的基本思路是采用控制變量法。
(1)保持物體的質量m不變,檢測物體在不同外力F作用下的加速度a,探究加速度a與外力F的關系。
探究的方式采用依據實驗數據勾畫圖像的方式,也可以用比較的方式,看不同的外力F與由此外力形成的加速度a的比值有何關系。
(2)保持物體所受的力F相同,檢測不同質量m的物體在該力作用下的加速度a,探究加速度a與力F的關系。
探究的方式采用依據實驗數據勾畫圖像的方式。
牛頓第二定理實驗目的、原理實驗目的
驗證牛頓第二定理:物體的質量一定時,加速度與斥力成反比;斥力一定時,加速度與質量成正比。
實驗原理
借助砂及砂桶通過細線牽引貨車做加速運動的方式,采用控制變量法研究上述兩組關系。
如圖4—6所示,通過適當的調節,使貨車所受的阻力忽視,當M和m做加速運動時,可以得到
當M>>m時,可近似覺得貨車所受的拉力T等于mg;
本實驗第一部份保持貨車的質量不變,改變m的大小,測出相應的a,驗證a與F的關系;
第二部份保持m不變,改變M的大小,測出貨車運動的加速度a,驗證a與M的關系。
實驗器材
電磁打點計時器,紙帶及復寫紙,低壓交流電源,兩根導線,貨車,一端附有滑輪的長木板,薄木板,大桶物理速度公式,細繩,砂,天平,刻度尺,砝碼。
實驗步驟及器材調整
(1)用天平測出貨車和大桶與砂的質量M和m,把數值記錄出來;
(2)按圖4—7所示把實驗器材安裝好;
(3)平衡磨擦力:在長木板的不帶滑輪的一端下邊墊上一塊薄木板,反復聯通其位置,直到旁邊的紙帶連好并不掛砂桶的貨車正好在斜面上保持勻速運動為止;
(4)將砂桶通過細繩系在貨車上,接通電源放開貨車,使貨車運動,用紙帶記錄貨車的運動情況,取下紙帶,并在紙帶上標上號碼;
(5)保持貨車的質量不變,改變砂桶中的砂量(確保M>>m)重復步驟(4),每次記錄必須在相應的紙帶上做上標記物理速度公式,列表格將記錄的數據填寫在表內;
(6)構建座標系,用縱座標表示加速度,橫座標表示力,在座標系上描點,畫出相應的圖線以驗證倪與F的關系;
(7)保持砂及大桶的質量不變,改變貨車的質量(在貨車上增減砝碼),重復上述步驟(5)、(6)驗證a與M的關系;
操作注意事項
(1)在牛頓第二定理實驗中,必須平衡磨擦力,技巧是將長木板的一端墊起,而墊起的位置要恰當.在位置確定之后,不能再更換夾角;
(2)改變m和M的大小時,每次貨車開始釋放時應盡量緊靠打點計時器,并且先通電再放貨車;
(3)每次利用紙帶確定a時,應求解其平均加速度;
數據處理及偏差剖析
(1)該實驗原理中T=,可見要在每次實驗中均要求M>>m,只有這樣,就能使牽引貨車的牽引力近似等于砂及砂桶的重力;
(2)在平衡磨擦力時,墊起的物體的位置要適當,長木板產生的夾角既不能太大也不能太小,同時每次改變M時,不再重復平衡磨擦力;
(3)在驗證a與M的關系時,畫圖時應將縱軸用l/M表示,這樣就能使圖像更直觀。
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