DIS专用实验五牛顿第二定律

实验器材

朗威DISLab数据采集器、位移传感器、DISLab力学轨道、DISLab力学轨道小车、滑轮、砝码、细绳、转接器、支架、计算机。

实验装置

类似图1-1，但需在轨道一端安装滑轮，并使用吊有砝码的细绳通过滑轮牵引轨道小车（图5-1、图5-2）。

图1-1 实验装置

实验操作

1．将位移传感器接收器固定在轨道的一端，连接到数据采集器第一通道；将位移传感器发射器固定到小车上。

2．进行摩擦力平衡调整。步骤如下：

a．点击教材专用软件主界面上的实验条目“从v-t图求加速度”，打开该软件；

b．将小车放到斜面上，打开位移传感器发射器电源开关，点击“开始记录”，释放小车；

c．调节轨道的倾角，用实验三的方法测量小车的加速度。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5-3。

3．返回教材专用软件主界面，点击实验条目“牛顿第二定律”，打开该软件。

4．将细绳的一端拴在小车上，另一端通过滑轮拴在放有砝码的小桶上。

5．在窗口下方的表格内输入小车的质量及拉力数值（砝码重量＋小桶重量）。

6．将小车放到轨道上，打开位移传感器发射器电源开关，点击“开始记录”，释放小车，使小车在砝码的拉动下开始运动。待小车停止运动，点击“停止记录”。

7．拖动窗口下方的滚动条，将实验获得的v-t图线置于显示区域中间，点击“选择区域”，选择需要研究的一段v-t图线。

8．软件窗口下方的表格中自动显示该段v-t图线对应的加速度（图5-4）。

9．保持小车质量不变，改变拉力，重复步骤5、6，可得到另几组数据（图5-5）。

10．点击“a-F图像”按钮，即得到加速度与拉力关系图线（图5-6）。

11．保持拉力不变，改变运动小车的质量，重复步骤5、6，得到另几组数据（图5-7）。

12．点击“a-M图像”按钮，可得到加速度与质量关系图线（图5-8）。

13．点击“a-1/M图像”按钮，即得到加速度与质量倒数的关系图线（图5-9）。

14．比较实验值与理论值。如实验值与理论值之间存在误差，研究误差产生的原因，改进实验操作，重复实验。

15．归纳影响加速度的物理量有哪些，讨论控制变量法还能够应用于哪些实验研究。