研究加速度与力及质量关系方法二
【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。
【实验方法】
1.把计时器拨到“计时Ⅰ”和1ms挡。使滑行器(插有挡光条)从静止开始运动。从计时器读出挡光条经过两光电门的时间,利用挡光条的有效遮光宽度求出滑行器经过两光电门的即时速度V1和V2。
2.把计时器拨到“计时Ⅱ”,使滑行器在砝码盘的拉力作用下运动,记下滑行器通过两光电门之间的位移的时间t,由公式a=(v2-v1)/t算出a。
3.往砝码盘中逐渐增加砝码,重复步骤2和3,测出几个加速度,比较合外力与加速度的关系。看加速度是否与合外力成正比。
4.保持砝码盘及砝码质量不变,改变滑行器的质量,重复步骤2、3,观察在外力一定时,加速度是否与质量成反比。
【注意事项】
1.保证砝码及砝码盘的总质量m远小于滑行器的质量,是提高本实验精度的关键之一。
2.在利用方法二进行实验时,保证即时速度的测量精度才能提高加速度的测量精度。为此应使(v2-v1)之差保证有两位有效数字。
3.若用J0201-MUJ电脑计时器计时,应选择“加速度”计时方式。滑行器上安装最小尺寸的挡光片,把滑行器放在光电门与端盖之间,使滑行器从静止开始运动。从电脑计时器上读出挡光片经过两个光电门的时间t1、t2和两个光电门之间的运动时间t,算出V1=ΔS/t2,V2=ΔS/t2两式中ΔS为挡光片计时沿的距离。再用公式a=(v2-v1)/t计算出加速度a。
【思考题】
1.在方法二中,如果还测出了滑行器在光电门之间运动的距离,还可以有什么办法计算滑行器的加速度?
2.请利用本实验测得的数据,用图象法验征牛顿第二定律。
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