探究加速度与力、质量的关系实验装置改进，本文主要内容关键词为：加速度论文,装置论文,关系论文,质量论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
现行人教版高一物理“牛顿第二定律”一节中，探究加速度和力的关系及加速度与质量的关系是本节的难点，而实验正是揭示加速度与两者关系的重要手段，是学生理解牛顿第二定律的关键。现行课本实验设计如图1。
图1
教材实验设计试图用一个夹子夹住两小车后面的两根绳，以达到同时控制两辆小车，使它们同时开始运动和停止运动。但问题是，夹子并不能使两车立即停下，小车会继续拖着细绳再滑行一段距离，这一现象在小车速度较快时尤为明显，这就给确定两小车在相等时间内的位移关系造成了较大的误差。接下来，学生在理解加速度与力成正比，与质量成反比这一规律时，就容易产生疑虑。鉴于此，为了使学生更好地理解这一关系，我们必须要能比较准确地确定两小车在相等时间内的位移，而本文中自行设计的这一装置，正好满足上述要求，它能比较准确地计量两车在相等时间内的位移。
一、设计思想
改教材释放后两辆小车同时开始同向运动，用夹子使两小车同时停止运动后记录两车的位移为：释放后两辆小车开始相向运动，设法先记录两小车“相遇”时的位置，然后再确定两车的位移。
二、器材准备
质量相等的小车2辆，光滑轨道、定滑轮2个、2根长1.5m细线、螺钉、细橡皮管、小针头、夹子、钩码、红墨水、米尺、白板等。
三、实物结构示意图（如图2）
四、制作方法与组装
(1)将两定滑轮分别固定于光滑轨道的两端，如图3a。
图2
(2)将细橡皮管的一端封住，另一端与细针头相连，橡皮管中装少许红墨水，这样就制作成了卸橡皮管喷头，如图3b。
(3)将两颗螺钉分别固定于车身的前端下部，并将已制作好的橡皮管喷头固定于其中一小车（如A车）的前端，橡皮管尾部朝向学生，喷头正对轨道后面的白板。这样，当两小车相向运动并相碰时，会在相碰处挤压细橡皮管，红墨水将从针头喷嘴喷出并打在白板上，如图3c。
(4)将米尺固定在白板适当高度处，如图3d。
图3
(5)组装器材。
①将两端已固定有定滑轮的光滑轨道置于水平桌面上。
②将小车A置于光滑轨道的左侧，细线的一端与A车下端的螺丝钉相连，另一端从右侧B车下面穿过，并跨过右侧定滑轮与右侧钩码相连。
③同理，将小车B置于光滑轨道的右侧，细线的一端与B车下端的螺丝钉相连，另一端从A车下面穿过，并跨过左侧定滑轮与左侧钩码相连。
④将已固定好米尺的白板置于光滑轨道的后侧紧贴轨道处，并使A车前端的细橡皮管的喷嘴正对白板。
五、使用方法
①使用前，调整A车，使A车右端与米尺“0”刻度对齐，同时，也使B车左端与米尺“100”刻度对齐，用夹子夹住两根细线，使两车不能运动。
②两侧挂上合适的钩码后，松开夹子，两车便同时开始相向运动。
③一段时间后，两车相碰，在相碰处，两车挤压细橡皮管，红墨水便通过针头喷嘴喷出，打在轨道后侧紧贴喷嘴处的白板上，留下墨点。
④白板上墨点的位置就表示两车相碰时的位置，如图4。则在相等时间内A车的位移为
，B车的位移为
。（注意：图中A车的位移由右侧钩码拉力大小决定，B车位移。由左侧钩码拉力大小决定）。
图4
⑤重复以上操作步骤，就能得到多组位移与拉力、质量的关系；这样，我们就可以方便地探究加速度与力、质量的关系了。
六、教具优点
①实验过程可见度大，直观性强；
②易于操作，形象生动，重复性强；
③相比教材，此装置位移记录比较准确。
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