一、实验目的

1.研究系统质量M一定时，加速度与作用力成正比，即a∝F。

2.研究作用力F一定时，加速度与质量成反比，即。

3.加深对牛顿第二定律的理解。

二、实验器材

气垫导轨、滑块、天平、砝码配重块、细线、滑轮等。

三、实验原理

将气垫导轨调成水平，并让气垫导轨上质量为M的滑块通过细线、定滑轮与质量为m的砝码相连，构成如图4-1所示的运动系统。

由于滑轮与细线之间、滑块与导轨之间摩擦力很小，可以忽略不计，所以滑块在细线的拉力T的作用下产生加速度，砝码在合力mg-T的作用下产生加速度。

图4-1

分别取滑块和砝码为研究对象，根据牛顿第二定律：

得方程：

再由方程组解得：

四、实验步骤

（一）研究质量不变时加速度与作用力的正比关系

1.调节导轨水平。滑块上加一配重块，用细线将砝码（m）通过滑轮系于滑块（M）上，构成运动系统M系1，计数器选“加速度”功能，“cm/s”单位。

2.将滑块移至x0处，由静止释放，测出合外力为F1时的加速度a1，并记录F1，a1于表1中。(www.daowen.com)

3.保持系统总质量不变，从滑块上取下配重块移至砝码上，以增大合外力至F2，重复上步测出此时的加速度a2，记录F2，a2于表1中。

（二）研究作用力不变时加速度与质量的反比关系

1.使作用在系统上的合外力为第一步中的F2，当系统质量为（一）中的M系1时，则此时系统加速度为（一）中的a2，故将M系1、a2移至表2中。

2.保持合外力为F2不变，在滑块上加2个100克的配重块，使系统质量增为M系2，测出此时的加速度a3。

3.用天平测出M系1，M系2，F1、F 2并记录。

4.比较表1中之值以及表2中之值得出结论。

[注意事项]

1.实验时应将滑轮伸出实验台外，并且要求滑轮转动灵活，以减少摩擦力的影响。

2.导轨调为水平后，位置不能变动。

3.滑块运动的起点x0，两个光电门的位置x1、x2点，一旦选定保持不变。

实验报告

实验名称：研究加速度与作用力、质量的关系

实验原理：（自行写出）

实验器材：气垫导轨、滑块、滑轮、细线、砝码、配重块、天平等。

数据记录与计算：

附：数据记录表格