《大学物理（一）》实验报告模板(1)

实验报告

课程名称：大学物理(一)

实验名称：速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证

实验形式：在线模拟+现场实践 提交形式：在线提交实验报告 学生姓名： 学 号： 年级专业层次： 学习中心：

提交时间： 2018 年 4 月 24 日

一、实验目的 学习气垫导轨和电脑计数器的使用方法 在气垫导轨上测量物体速度和加速度轨并验证牛顿第二定律 二、实验原理 (1)用天平测出小车和小桶的质量M和M 记录数据,在小车上加砝码,小桶里放入 适量的沙,使小桶和沙的总质量远小于小车和砝码的总质量,把砝码和沙的质量m和m 记下来和 (2)按照图把实验器材安装好,只是不把悬挂小桶用的细绳系在车上,即不给小车加牵引 力.(3)平衡摩擦力,在长木板的不带定滑轮的一端下面垫小木垫,反复移动木垫的位 置,直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态这时,小车拖着纸带运动时受 的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在沿斜面方向上的分力平衡 4)把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶.接通电源,放开小车,打点计时扌器在纸带上打 下一系列的点。取下纸带,在纸带上标上该纸带的号码 通通睡辑辑 5)保持小车的质量不变,改变沙的质量,即改变小车所受牵引力,再做几次实验.在实验 中一定要使沙和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量在每条纸带上都选取一段比较理 想的部分,按照“研究匀变速直线运动”实验中求加速度的方法,计算出各条纸带对应的 加速度的值,根据实验数据,画出小车所受牵引1力,即桶和沙的总重力M’+m’lg跟小车 加速度a之间关系的图 三、实验器材 打点计时器，纸袋及复写纸片，小车，附有定滑轮的长木板，薄木垫，小桶 细绳 沙 学生天平（带一套砝码）刻度尺，砝码 四、实验内容 像aF图像 (6)保持沙和小桶质量不变,在小车上加砝码,重复上面的实验,然后画出质量倒数 M+m与加速度a之间关系a-Mf+的图像 3.注意事项 (1)使沙和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量 (2)平衡摩擦力时不要挂小桶,应连着纸带,且接通电源.判断小车是否作匀速直线运 动可 以直接观察 也可以 用打点 计时 器打出 的 纸带判 (3)小车应紧靠打点计时器,先接通电源后才放手 4)画arF和a-M+m图像时,应使所描的点均匀分布在直线两侧 4。难点突破: (1).数据处理 需要计算各种情况下所对应的小车加速度时,使用“研究匀变速直线运动”的方法, 先在纸带上标明计数点,测量各计数点间的距离,根据公式a=T2计算加速度 需要记录各组对应的加速度与小车所受牵引力F,然后建立直角坐标系,纵坐标表示 加速度a,横坐标表示作用力F,描点画a-F图像,如果图像是一条直线,便证明T加速 度与作用力成正比 再记录各组对应的加速度与小车和砝码总质量,然后建立直角坐标系,用纵坐标表示 加速度a,横坐标表示总质量的倒数M+m,描点画aMP+m图像,如果图像是一条直线, 就证明了加速度与质量成反比 五、实验数据 ①研究加速度与质量成反比,跟力成正比实验中所用的牵引力由细绳来提供,而计算 时,采用的是桶和沙所受的总重力M+m)g,这一者之间存在着差异,当桶和沙通过细 绳与小车一起运动时,由于桶和沙也做匀加速直线运动,故其所受合外力不为零, 即 M'+m')g>E,F为细绳上的张力,也是细绳对小车的拉力,「因此,用这种方法得到的结 果必然存在误差,因此本实验要求桶和沙的总质量远小于车和砝码的质量,此时(M'+m 对M+m可以忽略,则(M'+m)a相对于Mma可以忽略,即F近似等于(M'+m .因此,理论上说,桶和沙的总质量亐小车和砝码的总质量相比越小,误差越小 ②平衡摩擦力时,如果忘记了这一步,就会出现如图甲所示的a「图像,这种情况下 线不过原点_但是果平衡摩擦力时斜面倾角过大,也造成误差,形成如图乙所示的am 像,因此实验中如果出现图示的倩况,应检查平衡摩擦力造成的偏差 三、好影着析 例题主某回学设计了一个探究加速度与物体所受合力F及物体质量m的关系实验m/s-。 (2)保持沙和沙桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车运动的加速度a与质量m及 对应的1/m数据如下表 次数 12345678 小车加速度 1901.721.491.251.000.750.500.30 a(m/s) 小车质量m(kg) 0250.290.330.400.500.711.001.67 1/m(kg) 4.003.503.002.502.001.401.000.60 根据上表数据,为直观反映F不变时a与m的关系,请在方格坐标纸(c中选择恰当物理量 建立坐标系,并作出图线。从图线中得到F不变时小车加速度a与|/m之间定量关系式为 (3)保持小车质量不变,改变沙和沙桶的重量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合 力F图线如图(d所示,该图线不通过原点,明显超出偶然误差范围,其主要原因是 四.变式迁移 1某学生想了解所居住高楼内电梯运行的大致 规律,他设计一个利用体重计来进行测量和研 究的方案: (1)把体重计平放在电梯的地板上,他站在 体重计上,请两位同学协助他观察体重 计示数的变化情况,并记录电梯运行时 不同时刻体重计的示数。 (2)将两位同学随机记录的7个数据列表, 由于不知记录时刻的先后,故表格数据 图《d) 图(e) 按从小到大的次序排列,并相应标明t1、t2…t7(记录时电梯作平稳运动) (3)对实验数据进行分析研究,了解电梯的运行情况,并粗略测定电梯的加速度。思考 回答下列问题: ①在测量时该学生所受的重力将 (填“变大”、“变小”“不变”) ②如果先记录到的是较小的示数,后记录到的是较大的示数,则记录时电梯相应的运动可 能是 A.先加速下降后匀速下降B先匀速下降后减速下降 C先匀速上升后减速上升D先加速上升后匀速上升 观察次数 时刻 体重计读数(N) 449 450 450 如图 所为实验装置简图。A为小车,B为打点计时器,c为装有沙的沙桶,D为端带有定 轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F修于沙和沙桶总重量,小车运动加速度 a可用纸带上的点求得 m1图(b为某次实验 里得到的纸带(交流电 电捕头 照带运动方词 的频率50H2) 试由图申数据求出 27629中73 车运动的拥速度 圈( 六、结论 关于牛顿第二定律的验证 关于滑轮所受的气体阻力与滑块运动速度的关系

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