研究加速度与力及质量关系方法一

【目的和要求】

　　用气垫导轨比较精确地验证牛顿第二定律。

【仪器和器材】

　　气垫导轨（J2125－1型），数字计时器（J0201－1型），小型气源（J2126－1型），天平砝码，砝码盘（5克以下），滑行器（质量200克以上），滑行器配重，细线。

【实验原理】

　　利用气垫导轨做实验来验证牛顿第二定律。在图2．19中，当滑行器质量M远大于砝码质量m时，可以认为滑行器水平运动时受的合外力等于mg。研究质量一定时，加速度与 合外力的关系，以及合外力一定时，加速度与质量的关系，即可验证牛顿第二定律。

【实验方法】

　　1．用天平称出滑行器、配重以及砝码盘的质量。

　　2．把滑行器放上导轨，开动气源，调节调平螺丝如果滑行器能静止或做匀速直线运动，则可认为轨面已经调节成水平。为了判定滑行器做的是否是匀速运动，可将数字计时器拨到“计时Ⅰ”挡，可轻推一下滑行器（其上已装有挡光条），若滑行器通过两光电门时，遮光时间相等，它做的就是匀速运动。

　　3．把细线一端系在滑行器上，另一端绕过定滑轮、系上砝码盘。

　　4．把计时器拨到“计时Ⅱ挡，滑行器上装挡光条，开动气源，用手扶住滑行器，调整其位置，使得一放手滑行器开始运动，计时器立即计时（可多练习几次）。记下滑行器通过光电门1、2所用的时间t和位移S，用公式a＝2S／t²求出其加速度。

　　5．往砝码盘中加砝码，每次加1－2克，不可过多（为什么）。重复步骤4。比较各次实验中合外力与滑行器的加速度的关系，看加速度是否与合外力成正比。

　　6．保持砝码及砝码盘的总质量不变，运动的合外力不变，给滑行器加配重。重复步骤4，求出加不同配重时滑行器的加速度。比较滑行器（及其配重）的总质量和加速度的关系，看合外力一定时，加速度是否与质量成反比。