中國(guó)石油大學(xué)（華東）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱(chēng)：大學(xué)物理(一)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：速度、加速度的測(cè)定和牛頓運(yùn)動(dòng)定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)形式：在線模擬+現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐提交形式：在線提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：吳洪濤學(xué)號(hào)級(jí)專(zhuān)業(yè)層次：15秋機(jī)械制造與自動(dòng)化高起專(zhuān)學(xué)習(xí)中心：浙江杭州學(xué)習(xí)中心提交時(shí)間：2016年6月5日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)氣墊導(dǎo)軌和電腦計(jì)數(shù)器的使用方法。

2、在氣墊導(dǎo)軌上測(cè)量物體的速度和加速度并驗(yàn)證牛頓第二定律。二、實(shí)驗(yàn)原理(1)

用天平測(cè)出小車(chē)和小桶的質(zhì)量M和M′，記錄數(shù)據(jù)，在小車(chē)上加砝碼，小桶里放入適量的沙，使小桶和沙的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量，把砝碼和沙的質(zhì)量m和m′記下來(lái).

(2)

按照?qǐng)D把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛小桶用的細(xì)繩系在車(chē)上，即不給小車(chē)加牽引力.

(3)

平衡摩擦力，在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下面墊小木墊，反復(fù)移動(dòng)木墊的位置，直至小車(chē)在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).

這時(shí)，小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力恰好與小車(chē)所受的重力在沿斜面方向上的分力平衡.

(4)

把細(xì)繩系在小車(chē)上并繞過(guò)滑輪懸掛小桶.

接通電源，放開(kāi)小車(chē)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn).

取下紙帶，在紙帶上標(biāo)上該紙帶的號(hào)碼.

(5)

保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變沙的質(zhì)量，即改變小車(chē)所受牽引力，再做幾次實(shí)驗(yàn).

在實(shí)驗(yàn)中一定要使沙和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量.在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，按照“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中求加速度的方法，計(jì)算出各條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度的值.

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出小車(chē)所受牽引力，即桶和沙的總重力(M′+

m′)g跟小車(chē)加速度a之間關(guān)系的圖三、實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶及復(fù)寫(xiě)紙片，小車(chē)，附有定滑輪的長(zhǎng)木板，薄木墊，小桶，細(xì)繩，沙，學(xué)生天平(帶一套砝碼)刻度尺，砝碼四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容像a—F圖像.

(6)

保持沙和小桶質(zhì)量不變，在小車(chē)上加砝碼，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，然后畫(huà)出質(zhì)量倒數(shù)與加速度a之間關(guān)系a—的圖像.

3.

注意事項(xiàng)

(1)

使沙和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量.

(2)

平衡摩擦力時(shí)不要掛小桶，應(yīng)連著紙帶，且接通電源.

判斷小車(chē)是否作勻速直線運(yùn)動(dòng)可以直接觀察，

也可以用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶判定(各點(diǎn)間間距相等).

(3)

小車(chē)應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源后才放手.

(4)

畫(huà)a—F和a—圖像時(shí)，應(yīng)使所描的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè).

4。

難點(diǎn)突破：

（1）.

數(shù)據(jù)處理

需要計(jì)算各種情況下所對(duì)應(yīng)的小車(chē)加速度時(shí)，使用“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的方法，先在紙帶上標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，根據(jù)公式a=計(jì)算加速度.

需要記錄各組對(duì)應(yīng)的加速度與小車(chē)所受牽引力F，然后建立直角坐標(biāo)系，縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示作用力F，描點(diǎn)畫(huà)a—F圖像，如果圖像是一條直線，便證明T加速度與作用力成正比.

再記錄各組對(duì)應(yīng)的加速度與小車(chē)和砝碼總質(zhì)量，然后建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示總質(zhì)量的倒數(shù)，描點(diǎn)畫(huà)a—圖像，如果圖像是一條直線，就證明了加速度與質(zhì)量成反比

五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)①研究加速度與質(zhì)量成反比，跟力成正比實(shí)驗(yàn)中所采用的牽引力由細(xì)繩來(lái)提供，而計(jì)算時(shí)，采用的是桶和沙所受的總重力(M′+m′)g，這二者之間存在著差異，當(dāng)桶和沙通過(guò)細(xì)繩與小車(chē)一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于桶和沙也做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故其所受合外力不為零，即(M′+m′)g＞F.

F為細(xì)繩上的張力，也是細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力.

因此，用這種方法得到的結(jié)果必然存在誤差.

因此本實(shí)驗(yàn)要求桶和沙的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車(chē)和砝碼的質(zhì)量，此時(shí)(M′+m′)相對(duì)于(M+m)可以忽略，則(M′+m′)a相對(duì)于(M+m)a可以忽略，即F近似等于(M′+m′)g.

因此，理論上說(shuō)，桶和沙的總質(zhì)量與小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量相比越小，誤差越小.

②平衡摩擦力時(shí)，如果忘記了這一步，就會(huì)出現(xiàn)如圖甲所示的a—F圖像，這種情況下，直線不過(guò)原點(diǎn).

但是如果平衡摩擦力時(shí)斜面傾角過(guò)大，也造成誤差，形成如圖乙所示的a—F圖像，因此實(shí)驗(yàn)中如果出現(xiàn)圖示的情況，應(yīng)檢查平衡摩擦力造成的偏差.

三、好題精析

例題1.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度與物體所受合力F及物體質(zhì)量m的關(guān)系實(shí)驗(yàn)。如圖(a)所示為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖。A為小車(chē)，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為裝有沙的沙桶，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車(chē)?yán)等于沙和沙桶總重量，小車(chē)運(yùn)動(dòng)加速度a可用紙帶上的點(diǎn)求得。

(1)圖(b)為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶(交流電的頻率為50Hz)，試由圖中數(shù)據(jù)求出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a=_______m／s2。

(2)保持沙和沙桶質(zhì)量不變，改變小車(chē)質(zhì)量m，分別得到小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a與質(zhì)量m及

對(duì)應(yīng)的1／m數(shù)據(jù)如下表

次數(shù)

1

2

3

4

5

6

7

8

小車(chē)加速度a(m／s2)

1.90

1.72

1.49

1.25

1.00

0.75

0.50

0.30

小車(chē)質(zhì)量m(kg)

0.25

0.29

0.33

0.40

0.50

0.71

1.00

1.67

1/m(kg-1)

4.00

3.50

3.00

2.50

2.00

1.40

1.00

0.60

根據(jù)上表數(shù)據(jù)，為直觀反映F不變時(shí)a與m的關(guān)系，請(qǐng)?jiān)诜礁褡鴺?biāo)紙(c)中選擇恰當(dāng)物理量建立坐標(biāo)系，并作出圖線。從圖線中得到F不變時(shí)小車(chē)加速度a與l／m之間定量關(guān)系式為_(kāi)__________。

(3)保持小車(chē)質(zhì)量不變，改變沙和沙桶的重量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出l了加速度a與合力F圖線如圖(d)所示，該圖線不通過(guò)原點(diǎn)，明顯超出偶然誤差范圍，其主要原因是__________.

四．變式遷移

1.某學(xué)生想了解所居住高樓內(nèi)電梯運(yùn)行的大致規(guī)律，他設(shè)計(jì)一個(gè)利用體重計(jì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量和研究的方案：

（1）

把體重計(jì)平放在電梯的地板上，他站在體重計(jì)上，請(qǐng)兩位同學(xué)協(xié)助他觀察體重計(jì)示數(shù)的變化情況，并記錄電梯運(yùn)行時(shí)不同時(shí)刻體重計(jì)的示數(shù)。（2）

將兩位同學(xué)隨機(jī)記錄的7個(gè)數(shù)據(jù)列表，由于不知記錄時(shí)刻的先后，故表格數(shù)據(jù)按從小到大的次序排列，并相應(yīng)標(biāo)明t1、t2……t7.(記錄時(shí)電梯作平穩(wěn)運(yùn)動(dòng))

（3）

對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，了解電梯的運(yùn)行情況，并粗略測(cè)定電梯的加速度。思考回答下列問(wèn)題：

①在測(cè)量時(shí)該學(xué)生所受的重力將____________（填“變大”、“變小”、“不變”）

②如果先記錄到的是較小的示數(shù)，后記錄到的是較大的示數(shù)，則記錄時(shí)電梯相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)可能是

A.

先加速下降后勻速下降

B.先勻速下降后減速下降

C.先勻速上升后減速上升

D.先加速上升后勻速上升

觀察次數(shù)

時(shí)刻

體重計(jì)讀數(shù)（N）

1

t1

449

2

t

2

450

3

t

3

450

4

t

4

549

5

t

5

550

6

t

6

551

7

t

7

551六、結(jié)論1、關(guān)于牛頓第二定律的驗(yàn)證。

2、關(guān)于滑塊所受的氣體阻力與滑塊運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系。備注：該報(bào)告納入考核，占總評(píng)成績(jī)的10%。其中專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)內(nèi)容包括：保安理論知識(shí)、消防業(yè)務(wù)知識(shí)、職業(yè)道德、法律常識(shí)、保安禮儀、救護(hù)知識(shí)。作技能訓(xùn)練內(nèi)容包括：崗位操作指引、勤務(wù)技能、消防技能、軍事技能。二．培訓(xùn)的及要求培訓(xùn)目的安全生產(chǎn)目標(biāo)責(zé)任書(shū)為了進(jìn)一步落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制，做到“責(zé)、權(quán)、利”相結(jié)合，根據(jù)我公司2015年度安全生產(chǎn)目標(biāo)的內(nèi)容，現(xiàn)與財(cái)務(wù)部簽訂如下安全生產(chǎn)目標(biāo)：一、目標(biāo)值：1、全年人身死亡事故為零，重傷事故為零，輕傷人數(shù)為零。2、現(xiàn)金安全保管，不發(fā)生盜竊事故。3、每月足額提取安全生產(chǎn)費(fèi)用，保障安全生產(chǎn)投入資金的到位。4、安全培訓(xùn)合格率為100%。二、本單位安全工作上必須做到以下內(nèi)容：1、對(duì)本單位的安全生產(chǎn)負(fù)直接領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任，必須模范遵守公司的各項(xiàng)安全管理制度，不發(fā)布與公司安全管理制度相抵觸的指令，嚴(yán)格履行本人的安全職責(zé)，確保安全責(zé)任制在本單位全面落實(shí)，并全力支持安全工作。2、保證公司各項(xiàng)安全管理制度和管理辦法在本單位內(nèi)全面實(shí)施，并自覺(jué)接受公司安全部門(mén)的監(jiān)督和管理。3、在確保安全的前提下組織生產(chǎn)，始終把安全工作放在首位，當(dāng)“安全與交貨期、質(zhì)量”發(fā)生矛盾時(shí)，堅(jiān)持安全第一的原則。4、參加生產(chǎn)碰頭會(huì)時(shí)，首先匯報(bào)本單位的安全生產(chǎn)情況和安全問(wèn)題落實(shí)情況；在安排本單位生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，必須安排安全工作內(nèi)容，并寫(xiě)入記錄。5、在公司及政府的安全檢查中杜絕各類(lèi)違章現(xiàn)象。6、組織本部門(mén)積極參加安全檢查，做到有檢查、有整改，記錄全。7、以身作則，不違章指揮、不違章操作。對(duì)發(fā)現(xiàn)的各類(lèi)違章現(xiàn)象負(fù)有查禁的責(zé)任，同時(shí)要予以查處。8、虛心接受員工提出的問(wèn)題，杜絕不接受或盲目指揮；9、發(fā)生事故，應(yīng)立即報(bào)告主管領(lǐng)導(dǎo)，按照“四不放過(guò)”的原則召開(kāi)事故分析會(huì)，提出整改