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013用图像处理实验数据和误差分析之牛顿第二定律相关实验专题
一.常规实验原理与图像处理
（一）原理
1．保持小车质量不变，通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力，探究加速度与拉力的
定量关系。
2．保持小车所受的拉力不变，通过在小车上增加重物改变小车的质量，探究加速度与质
量的定量关系。
（二）器材
打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、槽码(若干个)、夹子、
细绳、垫木、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。
（三）步骤
1．称量质量——用天平测量小车的质量M。
微
2．安装器材——按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂槽码的细绳系在小
信
车上(即不给小车牵引力)。公
众
号
：超
级
高
3．补偿阻力——在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，反复移动薄木块的位
中
置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态。生
4．让小车靠近打点计时器，挂上槽码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速
下滑，打出一条纸带。计算槽码的重力，即为小车所受的合力，由纸带计算出小车的加速度，
并把力和对应的加速度填入表1中。
5．改变槽码的质量，重复步骤4，并多做几次。
6．保持槽码的质量不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上运动打出
纸带。计算小车上砝码和小车的总质量M，并由纸带计算出小车对应的加速度，并将所对应的
质量和加速度填入表2中。
7．改变小车上砝码的个数，重复步骤6，并多做几次。
表1小车质量一定
1
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013用图像处理实验数据和误差分析之牛顿第二定律相关实验专题
拉力F
加速度a
表2小车所受的拉力一定
质量M
加速度a
（四）用图像处理数据
1．计算加速度——先在各条纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，再根据逐差法
计算纸带对应的加速度。微
信
2．作图像找关系——根据表1中记录的各组对应的加速度a与小车所受牵引力F，建立
公
直角坐标系，描点画aF图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，便证明加速度与合力成正
比。众
号
：
再根据表2中记录的各组对应的加速度a与小车和小车上砝码的总质量M，建立直角坐标
1超
系，描点画a－图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，就证明了加速度与质量成反比。
M级
（五）误差分析与图像特征高
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