力學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)

1、力學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)主要內(nèi)容：1、互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成2、測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度（含練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）3、研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)4、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律5、碰撞中的動(dòng)量守恒6、用單擺測(cè)定重力加速度一、基本儀器的使用1、測(cè)長(zhǎng)度名稱備考要點(diǎn)刻度尺估讀到最小刻度的下一位游標(biāo)卡尺（1） 認(rèn)清游標(biāo)卡尺的精確度K=Y/N=1/N（mm）（N為游標(biāo)尺的方格總數(shù)）（2） 游標(biāo)卡尺的測(cè)量值=從主尺讀出的整數(shù)+n*精確度注：主尺上讀取毫米整數(shù)；游標(biāo)尺第n條刻度劃線與主尺某刻度線對(duì)齊，即為毫米下的小數(shù)（3）游標(biāo)卡尺使用時(shí)不論多少分度都不用估讀。（注意：20分度的游標(biāo)卡尺。讀數(shù)末位數(shù)字一定是0或5。若游標(biāo)卡尺上任何一格

2、均未與主尺的刻度線重合，選擇較近的一條刻線讀數(shù)。螺旋測(cè)微器（1） 原理：旋鈕旋轉(zhuǎn)一圈，螺桿前進(jìn)或后退0.5mm，旋鈕上可能刻度分成50等分，每一等分表示0.01mm，把沿軸線方向不便于測(cè)量的微小距離用圓周上的點(diǎn)移動(dòng)較大的距離表示出來（機(jī)械放大原理）（2） 讀數(shù)：要注意固定刻度上表示半毫米的刻度線是否已經(jīng)露出；讀數(shù)時(shí)按準(zhǔn)確到0.01mm，估讀到0.001mm2、測(cè)時(shí)間：名稱備考要點(diǎn)秒表實(shí)際操作 正確讀數(shù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)電源頻率為50hz時(shí)，它每隔0.02s打一次點(diǎn)。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓4v6v電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓20v2.注意打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在不同實(shí)驗(yàn)中

3、的使用方法3、測(cè)質(zhì)量天平4、測(cè)力彈簧秤原理：胡克定律及二力平衡原理校正零點(diǎn)，認(rèn)清量程與最小刻度，正確使用與讀數(shù)二、實(shí)驗(yàn)分類1、測(cè)量性實(shí)驗(yàn)（1）直接測(cè)量：利用上面的測(cè)量?jī)x器測(cè)量長(zhǎng)度、時(shí)間、質(zhì)量、力（2）間接測(cè)量 這類實(shí)驗(yàn)以某一原理或物理規(guī)律（公式）為依據(jù)，通過測(cè)量相關(guān)的物理量，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)定某個(gè)（或某些）物理量或物理常數(shù)為實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｐ蛱?hào)名稱備考重點(diǎn)1測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度測(cè)加速度的方法，測(cè)速度的方法；數(shù)據(jù)處理方法：公式法和圖象法2測(cè)量平拋運(yùn)動(dòng)初速度初速度測(cè)量的理論依據(jù)；時(shí)間的間接測(cè)量3用單擺測(cè)定重力加速度擺長(zhǎng)的確定與測(cè)量；累積法測(cè)周期的方法；計(jì)時(shí)起，終點(diǎn)位置的選擇；數(shù)據(jù)處理方法；公式法與圖象法

4、2、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)序號(hào)名稱備考重點(diǎn)1驗(yàn)證力的合成的平行四邊形定則驗(yàn)證的方法；等效的要求2驗(yàn)證機(jī)械能守恒速度的測(cè)量方法；運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)的要求；阻力誤差的分析3驗(yàn)證動(dòng)量守恒對(duì)心碰撞的要求；用水平位移代替速度三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:1、互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證力的合成的平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)原理此實(shí)驗(yàn)是要用互成角度的兩個(gè)力與一個(gè)力產(chǎn)生相同的效果（即：使橡皮條在某一方向伸長(zhǎng)一定的長(zhǎng)度），看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個(gè)力是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，就驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)器材木板一塊，白紙，圖釘若干，橡皮條一段，細(xì)繩套，彈簧秤兩個(gè)，三角板，刻度尺，鉛筆等。實(shí)驗(yàn)步驟

5、 1用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的方木板上。2用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，用兩條細(xì)繩套結(jié)在橡皮條的另一端。3用兩個(gè)彈簧秤分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套，互成一定角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O（如圖所示）。4用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)O的位置和兩個(gè)細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧秤的讀數(shù)。在白紙上按比例作出兩個(gè)彈簧秤的拉力F1和F2的圖示，利用刻度尺和三角板，根椐平行四邊形定則用畫圖法求出合力F。5只用一個(gè)彈簧秤，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置O，記下彈簧秤的讀數(shù)和細(xì)繩的方向。按同樣的比例用刻度尺從O點(diǎn)起做出這個(gè)彈簧秤的拉力F'的圖示。6比較F'與用平行四邊形定則求得

6、的合力F，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。7改變兩個(gè)分力F1和F2的大小和夾角。再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，比較每次的F與F'是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等。注意事項(xiàng)1用彈簧秤測(cè)拉力時(shí)，應(yīng)使拉力沿彈簧秤的軸線方向，橡皮條、彈簧秤和細(xì)繩套應(yīng)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。2同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉長(zhǎng)后的結(jié)點(diǎn)位置O必須保持不變。2、測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度（含練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)習(xí)利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)。2學(xué)習(xí)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定即時(shí)速度和加速度。實(shí)驗(yàn)原理1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，它每隔0.02s打一次點(diǎn)（由于電源頻率是50Hz），紙帶上的點(diǎn)表示的是與紙

7、帶相連的運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置，研究紙帶上點(diǎn)之間的間隔，就可以了解物體運(yùn)動(dòng)的情況。2由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法：如圖所示，0、1、2為時(shí)間間隔相等的各計(jì)數(shù)點(diǎn)，s1、s2、s3、為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，若s=s2-s1=s3-s2=恒量，即若連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)。3由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)加速度的方法：（1）用“逐差法”求加速度：即根據(jù)s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔）求出a1=_、a2=_、a3=_， 再算出a1、a2、a3的平均值即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。（2）用v-t圖法：即先根據(jù)vn=_求

8、出打第n點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度，后作出v-t圖線，圖線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。實(shí)驗(yàn)器材小車，細(xì)繩，鉤碼，一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，米尺等。實(shí)驗(yàn)步驟1把一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒有滑輪的一端，連接好電路，如圖所示。2把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，并在細(xì)繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車能在長(zhǎng)木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面。3把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新

9、紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。4選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭的比較密集的點(diǎn)子，確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn)0，標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，正確使用毫米刻度尺測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的距離，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度，作v-t圖線，求得直線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。注意事項(xiàng)1紙帶打完后及時(shí)斷開電源。2小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙帶上長(zhǎng)約50cm的范圍內(nèi)清楚地取78個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。3應(yīng)區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的軌跡點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，通常每隔4個(gè)軌跡點(diǎn)選1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，選取的記數(shù)點(diǎn)不少于6個(gè)。4不要分段測(cè)量各段位移，可統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)0之間的距離，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位。3、研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

10、1用實(shí)驗(yàn)方法描出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡。2從實(shí)驗(yàn)軌跡求平拋物體的初速度。實(shí)驗(yàn)原理平拋物體的運(yùn)動(dòng)可以看作是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)：一是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。令小球做平拋運(yùn)動(dòng)，利用描跡法描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，即小球做平拋運(yùn)動(dòng)的曲線，建立坐標(biāo)系，測(cè)出曲線上的某一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y，根據(jù)重力加速度g的數(shù)值，利用公式y(tǒng)= gt2求出小球的飛行時(shí)間t，再利用公式x=vt,求出小球的水平分速度，即為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。實(shí)驗(yàn)器材斜槽，豎直固定在鐵架臺(tái)上的木板，白紙，圖釘，小球，有孔的卡片，刻度尺，重錘線。實(shí)驗(yàn)步驟1安裝調(diào)整斜槽：用圖釘把白紙釘在豎直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡

11、法調(diào)整斜槽，即將小球輕放在斜槽平直部分的末端處，能使小球在平直軌道上的任意位置靜止，就表明水平已調(diào)好。2調(diào)整木板：用懸掛在槽口的重錘線把木板調(diào)整到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直面平行。然后把重錘線方向記錄到釘在木板的白紙上，固定木板，使在重復(fù)實(shí)驗(yàn)的過程中，木板與斜槽的相對(duì)位置保持不變。3確定坐標(biāo)原點(diǎn)O：把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時(shí)球心在圖板上的水平投影點(diǎn)O，O點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn)。4描繪運(yùn)動(dòng)軌跡：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，調(diào)整卡片的位置，使從槽上滾下的小球正好穿過卡片的孔，而不擦碰孔的邊緣，然后用鉛筆在卡片缺口上點(diǎn)個(gè)黑點(diǎn)，這就在白紙上記下了小球穿過孔時(shí)

12、球心所對(duì)應(yīng)的位置。保證小球每次從槽上開始滾下的位置都相同，用同樣的方法，可找出小球平拋軌跡上的一系列位置。取下白紙用平滑的曲線把這些位置連接起來即得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。5計(jì)算初速度：以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸，并在曲線上選取A、B、C、D、E、F六個(gè)不同的點(diǎn)，用刻度尺和三角板測(cè)出它們的坐標(biāo)x和y，用公式x=v0t和y= gt2計(jì)算出小球的初速度v0，最后計(jì)算出v0的平均值，并將有關(guān)數(shù)據(jù)記入表格內(nèi)。注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)中必須保持通過斜槽末端點(diǎn)的切線水平，方木板必須處在豎直面內(nèi)且與小球運(yùn)動(dòng)軌跡所在的豎直平面平行，并使小球的運(yùn)動(dòng)靠近圖板但不接觸。2小球必須每次從斜槽上同一位置滾下。3

13、坐標(biāo)原點(diǎn)（小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)）不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時(shí)，球的球心在木板上的水平投影點(diǎn)。4要在平拋軌道上選取距O點(diǎn)遠(yuǎn)些的點(diǎn)來計(jì)算球的初速度，這樣可使結(jié)果的誤差較小。4、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)物體自由下落時(shí)，只有重力做功，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒。若某一時(shí)刻物體下落的瞬時(shí)速度為v，下落高度為h，則應(yīng)有：mgh= mv2，借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，測(cè)出重物某時(shí)刻的下落高度h和該時(shí)刻的瞬時(shí)速度v，即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。測(cè)定第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方法是：測(cè)出第n點(diǎn)的相鄰前、后兩段相等時(shí)間T內(nèi)下落的距離sn和sn+1，由公式vn=_，或由v

14、n= =_算出，如圖所示。實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)（帶鐵夾），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)生電源，導(dǎo)線，帶鐵夾的重綞，紙帶，米尺。實(shí)驗(yàn)步驟1按如圖裝置把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與學(xué)生電源連接好。2把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好，另一端穿過計(jì)時(shí)器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近。3接通電源，松開紙帶，讓重錘自由下落。4重復(fù)幾次，得到35條打好點(diǎn)的紙帶。5在打好點(diǎn)的紙帶中挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2mm，且點(diǎn)跡清晰一條紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上0，以后各依次標(biāo)上1，2，3，用刻度尺測(cè)出對(duì)應(yīng)下落高度h1、h2、h3。6應(yīng)用公式vn= 計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度v1、v2、v3。7計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的

15、勢(shì)能減少量mghn和動(dòng)能的增加量 mvn2，進(jìn)行比較。注意項(xiàng)事1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。2選用紙帶時(shí)應(yīng)盡量挑第一、二點(diǎn)間距接近2mm的紙帶。3因不需要知道動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值，所以不需要測(cè)量重物的質(zhì)量。5、 碰撞中的動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)?zāi)康难芯吭趶椥耘鲎驳倪^程中，相互作用的物體系統(tǒng)動(dòng)量守恒。實(shí)驗(yàn)原理一個(gè)質(zhì)量較大的小球從斜槽滾下來，跟放在斜槽前邊小支柱上另一質(zhì)量較小的球發(fā)生碰撞后兩小球都做平拋運(yùn)動(dòng)。由于兩小球下落的高度相同，所以它們的飛行時(shí)間相等，這樣如果用小球的飛行時(shí)間作時(shí)間單位，那么小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度。因此，只要分別測(cè)出兩小球的質(zhì)

16、量m1、m2，和不放被碰小球時(shí)入射小球在空中飛出的水平距離s1，以及入射小球與被碰小球碰撞后在空中飛出的水平距離s1'和s2'，若m1s1在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)與m1s1'+m2s2'相等，就驗(yàn)證了兩小球碰撞前后總動(dòng)量守恒。實(shí)驗(yàn)器材碰撞實(shí)驗(yàn)器（斜槽、重錘線），兩個(gè)半徑相等而質(zhì)量不等的小球；白紙；復(fù)寫紙；天平和砝碼；刻度尺，游標(biāo)卡尺（選用），圓規(guī)等。實(shí)驗(yàn)步驟1用天平測(cè)出兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2。2安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，將斜槽固定在桌邊，并使斜槽末端點(diǎn)的切線水平。3在水平地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙。4在白紙上記下重錘線所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置。5先不放

17、被碰小球，讓入射球從斜槽上同一高度處由靜止開始滾下，重復(fù)10次，用圓規(guī)作盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心就是入射球不碰時(shí)的落地點(diǎn)的平均位置P。6把被碰球放在小支柱上，調(diào)節(jié)裝置使兩小球相碰時(shí)處于同一水平高度，確保入射球運(yùn)動(dòng)到軌道出口端時(shí)恰好與被碰球接觸而發(fā)生正碰。7再讓入射小球從同一高度處由靜止開始滾下，使兩球發(fā)生正碰，重復(fù)10次，仿步驟（5）求出入射小球的落點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落點(diǎn)的平均位置N。8過O、N作一直線，取OO'=2r（可用游標(biāo)卡尺測(cè)出一個(gè)小球的直徑，也可用刻度尺測(cè)出緊靠在一起的兩小球球心間的距離），O'就是被碰小球碰撞時(shí)的球心豎直投影位置。9用刻度尺量

18、出線段OM、OP、O'N的長(zhǎng)度。10分別算出m1· 與m1· +m2· 的值，看m1· 與m1· +m2· 在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。注意事項(xiàng)1應(yīng)使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量。2要調(diào)節(jié)好實(shí)驗(yàn)裝置，使固定在桌邊的斜槽末端點(diǎn)的切線水平，小支柱與槽口間距離使其等于小球直徑，而且兩球相碰時(shí)處在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直線上。3每次入射小球從槽上相同位置由靜止?jié)L下，可在斜槽上適當(dāng)高度處固定一檔板，使小球靠著檔板，然后釋放小球。4白紙鋪好后不能移動(dòng)。6、用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦脝螖[測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?shí)驗(yàn)原理單擺在擺角小于5°時(shí)的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其固有周期為T=2 ，由此可得g=_。據(jù)此，只要測(cè)出擺長(zhǎng)l和周期T，即可計(jì)算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?。?shí)驗(yàn)