高中物理力學實驗大全重點

1、高中物理力學實驗大全1、力是物體之間的相互作用 實驗儀器：磁鐵、小鐵塊；細線、鉤碼(學生用) 教師操作：磁鐵吸引鐵塊。 學生操作：用細線使放在桌上的鉤碼上升。 實驗結論：力是物體對物體的作用。 2、測量力的儀器 實驗儀器：彈簧秤(2只) 彈簧秤： (1)構造和原理 彈簧秤測力原理是根據胡克定律，即F拉=F彈=kx，故彈簧秤的刻度是均勻的，構造如圖。 (2)保養(yǎng) 測力計不能超過彈簧秤的量程。 測量前要注意檢查彈簧秤是否需要調零，方法是將彈簧秤豎直掛起來，如其指針不指零位，就需要調零，一般是通過移動指針來調零。 被測力的方向應與彈簧秤軸線方向一致。 讀數時應正對平視。 測量時，除讀出彈簧秤上最小刻

2、度所表示的數值外，還要估讀一位。 一次測量時間不宜過久，以免彈性疲乏，損壞彈簧秤。 教師操作：兩只彈簧秤鉤在一起拉伸，可檢驗彈簧秤是否已損壞。 3、力的圖示 實驗儀器：刻度尺、圓規(guī) 4、重力的產生及方向 實驗儀器：小球、重錘、斜面 教師操作：向上拋出小球，小球總是會落到地面。 教師操作：小球在桌上滾到桌邊后總是會落到地面。 實驗結論：地球對它附近的一切物體都有力的作用，地球對它周圍的物體都有吸引的作用。 教師操作：觀察重錘線掛起靜止時，線的方向。 教師操作：觀察重錘線的方向與水平桌面、斜面是否垂直。 實驗結論：重力的方向與水平面垂直且向下，而不是垂直物體表面向下。 5、重力和質量的關系 實驗儀

3、器：彈簧秤、鉤碼(100g3只) 教師操作：將質量為100g的3只鉤碼依次掛在彈簧秤上，分別讀出它們受到的重力為多少牛，將數據記在表格中，做出相應計算。 質量m(kg) 重力G(N) 重力與質量的比g(N/kg) 0.1 0.2 0.3 實驗結論：物體的質量增大幾倍，重力也增大幾倍，即物體所受的重力跟它的質量成正比，這個比值始終是9.8N/kg。 6、懸掛法測重心 實驗儀器：三角板、懸線、不規(guī)則形狀薄板(人字形梯子、繩子) 教師操作：在A點用線將不規(guī)則物體懸掛起來；在B點將不規(guī)則物體懸掛起來，兩次重錘線的交點即是重心。 (若條件許可，可用梯子、繩子測出人的重心位置。) 7、重心位置會發(fā)生改變

4、實驗儀器：100元面值人民幣 學生游戲：人民幣放于墻附近，學生56人，腳跟、屁股不離墻，腿不打彎，誰夠到100元就歸誰。 游戲結論：沒有人能夠完成這個動作重心前移，屁股頂在墻上不能后撤，人會向前倒。 8、顯示微小形變 實驗儀器：平面鏡及支架(2組)、半導體激光光源；裝滿紅色水帶細管的玻璃瓶(橢圓柱體型) 教師操作：先沿短軸方向捏壓玻璃瓶，細管中水面上升，后沿玻璃瓶長軸方向捏壓，細管中水面不但沒有上升，反而還下降了。 實驗結論：說明玻璃瓶容積改變，發(fā)生了形變。 教師操作：激光通過二平面鏡的反射，射在白墻上，在桌面加力。 實驗結論：反射光向下移動，說明兩平面鏡向中間傾斜，桌面發(fā)生形變。 9、胡克定

5、律彈力和彈簧伸長的關系(學生實驗) 實驗儀器：彈簧(不同的多根)、直尺、鉤碼(一盒)、細繩、定滑輪 實驗目的：探索彈力與彈簧伸長的定量關系，并學習所用的科學方法。 實驗原理：彈簧受到拉力會伸長，平衡時彈簧產生的彈力和外力大小相等。這樣彈力的大小可以通過測定外力而得出(可以用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力)；彈簧的伸長可用直尺測出。多測幾組數據，用列表或作圖的方法探索出彈力和彈簧伸長的定量關系。 學生操作：(1)用直尺測出彈簧的原長l0. (2)將彈簧一端固定，另一端用細繩連接，細繩跨過定滑輪后，下面掛上鉤碼，待彈簧平衡后，記錄下彈簧的長度及鉤碼的重量。改變鉤碼的質量，再讀出幾組數據。 1 2 3

6、 4 5 6 7 彈簧原長l0(cm) 鉤碼重量F(N) 彈簧現(xiàn)長l(cm) 彈簧伸長量x(cm) (3)根據測量數據畫出F-x圖像。 實驗結論：在彈性限度內，彈簧的伸長量與受到的拉力成正比。 10、影響滑動摩擦力的因素 實驗儀器：摩擦計(J2109)、彈簧測力計、鉤碼(一盒) 教師操作：將摩擦板水平放置平穩(wěn)，摩擦塊置于其上，用測力計牽引摩擦塊，可測得最大靜摩擦力，待勻速拉動后，可測得滑動摩擦力。 教師操作：改變摩擦面和在摩擦塊上加砝碼重做上邊實驗。 實驗結論：通過實驗數據可驗證摩擦力與正壓力和摩擦系數有關，與摩擦面大小無關。 11、摩擦系數 摩擦計(J2109)、軌道小車(J2108)、鉤碼

7、(J2106)、砝碼、砝碼盤、坐標紙、長毛巾、棉布、玻璃板、測力計(J2104) 實驗目的：通過實驗進一步明確決定滑動摩擦力大小的因素，掌握測定滑動摩擦系數的原理和方法。 實驗原理：一個物體在水平面上做勻速直線運動時，物體所受的滑動摩擦力與外界施加的水平拉力是一對平衡力。測出物體所受的水平拉力即可求得水平面對物體的摩擦力，由 fN即可求出物體與水平面間的滑動摩擦系數。 教師操作： (1)將一端裝有定滑輪的長木板放在水平桌面上，調節(jié)木板成水平狀態(tài)。 (2)用測力計稱出摩擦塊所受的重力，將摩擦塊放在長木板上，用細線將摩擦塊跨過滑輪與砝碼盤相連，如圖。注意調整滑輪的高度，使線與木板表面平行。 (3)

8、逐漸在砝碼盤中加砝碼，直到用手推動一下摩擦塊后，摩擦塊能在木板上做勻速直線運動為止。稱出砝碼盤和砝碼的總重，即求出此時摩擦塊所受的摩擦力f(應重復幾次求平均值)。摩擦塊對木板的壓力N等于摩擦塊所受的重力。 (4)依次在摩擦塊上加50克、100克、150克、200克、250克鉤碼，即改變摩擦塊對木板的壓力N，重復以上實驗可發(fā)現(xiàn)摩擦塊所受的摩擦力變大。分別記下摩擦塊所受的摩擦力f1，f2，f3，將以上結果填入下面的表格中。 實驗次數 壓力FN(N) 摩擦力f(N) 1 1 平均值 2 3 2 1 平均值 2 3 3 1 平均值 2 3 4 1 平均值 2 3 5 1 平均值 2 3 (5)以滑動摩

9、擦力f為縱坐標，壓力N為橫坐標，在坐標紙上描出滑動摩擦力與正壓力之間的關系圖象(圖象應為過原點的直線)。 (6)求出圖象的斜率ktga，此即摩擦塊與木板之間的滑動摩擦系數。 (7)在長木板上依次鋪上長毛巾、棉布、玻璃板，重復以上實驗方法(3)，確定在壓力相同的情況下，摩擦塊所受滑動摩擦力與接觸材料表面情況之間的關系。 (8)在以上實驗中，將摩擦塊由平放改為側放，即改變摩擦塊與木板接觸面積的大小，測出相應的滑動摩擦力，觀測在壓力和接觸面情況相同的條件下，滑動摩擦力的大小與接觸面積有無關系。測定時每次都應使拉線與水平木板表面平行。 12、滑動摩擦力與滾動摩擦力比較 實驗儀器：帶軸的滾輪、摩擦板、彈

10、簧測力計 教師操作：將摩擦板水平放置平穩(wěn)，固定滾輪不讓滾動，置于摩擦板上，用測力計牽引滾輪，待勻速拉動后，可測得滑動摩擦力；取消固定讓滾輪滾動，待勻速拉動后，可測得滾動摩擦力。 實驗結論：通過比較數據，可驗證滾動摩擦力遠遠小于滑動摩擦力。 13、共點力的合成與分解 實驗儀器：力的合成分解演示器(J2152)、鉤碼(一盒)、平行四邊形演示器 教師操作：把演示器按事先選定的分力夾角和分力大小，調整位置和選配鉤碼個數；把匯力環(huán)上部連接的測力計由引力器拉引來調節(jié)角度，并還要調節(jié)拉引力距離，使匯力環(huán)懸空，目測與坐標盤同心；改變分力夾角，重做上邊實驗。 實驗結論：此時測力計的讀數就是合力的大??；分力夾角越

11、小合力越大，分力夾角趨于180度時合力趨近零。 力的合成分解演示器： 教師操作：用平行四邊形演示器O點孔套在坐標盤中心桿上，調整平行四邊形重合實驗所形成四邊形，用緊固螺帽壓緊，學生可直觀的在演示器上看出矢量作圖。 14、驗證力的平行四邊形定則(學生實驗) 實驗儀器：方木板、白紙、橡皮筋、細繩套2根、平板測力計2只、刻度尺、量角器、鉛筆、圖釘3-5個 實驗目的：驗證互成角度的兩個共點力合成的平行四邊形定則。 實驗原理：一個力F的作用效果與兩個共點力F1和F2的共點作用效果都是把橡皮筋拉伸到某點，所以F為F1和F2的合力。做出F的圖示，再根據平行四邊形定則做出F1和F2的合力F的圖示，比較F和F是

12、否大小相等，方向相同。 學生操作： (1)白紙用圖釘固定在方木板上；橡皮筋一端用圖釘固定在白紙上，另一端拴上兩根細繩套。 (2)用兩只測力計沿不同方向拉細繩套，記下橡皮筋伸長到的位置O，兩只測力計的方向及讀數F1、F2，做出兩個力的圖示，以兩個力為臨邊做平行四邊形，對角線即為理論上的合力F，量出它的大小。 (3)只用一只測力計鉤住細繩套，將橡皮筋拉到O，記下測力計方向及讀數F，做出它的圖示。 (4)比較F與F的大小與方向。 (5)改變兩個力F1、F2的大小和夾角，重復實驗兩次。 實驗結論：在誤差允許范圍內，證明了平行四邊形定則成立。 注意事項： (1)同一實驗中的兩只彈簧測力計的選取方法是：將

13、兩只彈簧測力計鉤好后對拉，若兩只彈簧測力計在拉的過程中讀數相同，則可選，若不同，應另換，直到相同為止；使用時彈簧測力計與板面平行。 (2)在滿足合力不超過彈簧測力計量程及橡皮筋形變不超過彈性限度的條件下，應使拉力盡量大一些，以減小誤差。 (3)畫力的圖示時，應選定恰當的標度，盡量使圖畫得大一些，但也不要太大而畫出紙外；要嚴格按力的圖示要求和幾何作圖法作圖。 (4)在同一次實驗中，橡皮筋拉長后的節(jié)點O位置一定要相同。 (5)由作圖法得到的F和實驗測量得到的F不可能完全符合，但在誤差允許范圍內可認為是F和F符合即可。 誤差分析： (1)本實驗誤差的主要來源彈簧秤本身的誤差、讀數誤差、作圖誤差。 (

14、2)減小誤差的方法讀數時眼睛一定要正視，要按有效數字正確讀數和記錄，兩個力的對邊一定要平行；兩個分力F1、F2間夾角越大，用平行四邊形作圖得出的合力F的誤差F也越大，所以實驗中不要把取得太大。 15、研究有固定轉動軸物體的平衡條件 實驗儀器：力矩盤(J2124型)、方座支架(J1102型)、鉤碼(J2106M)、杠桿(J2119型)、測力計(J2104型)、三角板、直別針若干 實驗目的：通過實驗研究有固定轉動軸的物體在外力作用下平衡的條件，進一步明確力矩的概念。 教師操作： (1)將力矩盤和一橫桿安裝在支架上，使盤可繞水平軸自由靈活地轉動，調節(jié)盤面使其在豎直平面內。在盤面上貼一張白紙。 (2)

15、取四根直別針，將四根細線固定在盤面上，固定的位置可任意選定，但相互間距離不可取得太小。 (3)在三根細繩的末端掛上不同質量的鉤碼，第四根細繩掛上測力計，測力計的另一端掛在橫桿上，使它對盤的拉力斜向上方。持力矩盤靜止后，在白紙上標出各懸線的懸點(即直別針的位置)和懸線的方向，即作用在力矩盤上各力的作用點和方向。標出力矩盤軸心的位置。 (4)取下白紙，量出各力的力臂L的長度，將各力的大小F與對應的力臂值記在下面表格內(填寫時應注明力矩M的正、負號，順時針方向的力矩為負，反時針方向的力矩為正)。 (5)改變各力的作用點和大小，重復以上的實驗。 次數 F(N) L(m) M(Nm) M(Nm) 1 2

16、 3 注意事項： (1)實驗時不應使力矩盤向后仰，否則懸線要與盤的下邊沿發(fā)生摩擦，增大實驗誤差。為使力矩盤能靈活轉動，必要時可在軸上加少許潤滑油。 (2)測力計的拉力不能向下，否則將會由于測力計本身所受的重力而產生誤差。測力計如果處于水平，彈簧和秤殼之間的摩擦也會影響結果。 (3)有的力矩盤上畫有一組同心圓，須注意只有受力方向與懸點所在的圓周相切時，圓半徑才等于力臂的大小。一般情況下，力臂只能通過從轉軸到力的作用線的垂直距離來測量。 16、共點力作用下物體的平衡 實驗儀器：方木板、白紙、圖釘、橡皮條、測力計3個(J2104型)、細線、直尺和三角板、小鐵環(huán)(直徑為5毫米的螺母即可) 實驗目的：通

17、過實驗掌握利用力的平行四邊形定則解決共點力的平衡條件等問題的方法，從而加深對共點力的平衡條件的認識。 教師操作： (1)將方木板平放在桌上，用圖釘將白紙釘在板上。三條細線將三個測力計的掛鉤系在小鐵環(huán)上。 (2)將小鐵環(huán)放在方木板上，固定一個測力計，沿兩個不同的方向拉另外兩個測力計。平衡后，讀出測力計上拉力的大小F1、F2、F3，并在紙上按一定的標度，用有向線段畫出三個力F1、F2、F3。把這三個有向線段廷長，其延長線交于一點，說明這三個力是共點力。 (3)去掉測力計和小鐵環(huán)。沿力的作用線方向移動三個有向線段，使其始端交于一點O，按平行四邊形定則求出F1和F2的合力F12。比較F12和F3，在實

18、驗誤差范圍內它們的大小相等、方向相反，是一對平衡力，即它們的合力為零。由此可以得出F1、F2、F3的合力為零是物體平衡的條件，如果有更多的測力計，可以用細線將幾個測力計與小鐵環(huán)相連，照步驟2、3那樣，畫出這些作用在小鐵環(huán)上的力F1、F2、F3、F4，它們仍是共點力，其合力仍為零，從而得出多個共點力作用下物體的平衡條件也是合力等于零。 注意事項： (1)實驗中所說的共點力是在同一平面內的，所以實驗時應使各個力都與木板平行，且與木板的距離相等。 (2)實驗中方木板應處于水平位置，避免重力的影響，否則實驗的誤差會增大。描述運動的基本概念 勻速運動 1、時間與時刻 實驗儀器：作息時間表、停表、電磁打點

19、計時器、電火花打點計時器 停表(秒表)： (1)構造 外殼按鈕使指針啟動、停止和回零。 表盤刻度如圖所示，長針是秒針指示大圓周的刻度，其最小分度一般是0.1s，秒針轉一圈是30s；短針是分針，只是小圓圈的刻度，其最小分度值常見為0.5min。 (2)使用方法 首先要上好發(fā)條，它上端的按鈕用來開啟和止動秒表。 (3)讀數方法 所測時間超過0.5min時，0.5min的整數倍部分由分針讀出，不足0.5min的部分由秒針讀出，總時間為兩針示數之和。 (4)注意事項 檢查秒表零點是否準確。如不準，應記下其讀數，并對讀數作修正。 實驗中切勿碰摔秒表，以免震壞。 實驗完畢，應讓秒表繼續(xù)走動，使發(fā)條完全放松

20、。 對秒表讀數時一般不估讀，因為機械表采用的齒輪傳動，指針不可能停在兩小格之間，所以不能估讀出比最小刻度更短的時間。 電磁打點計時器： (1)調節(jié)和固定 電磁打點計時器使用時應先固定。它的底座上有兩條凹槽，可用臺夾將它固定在實驗桌的邊沿或斜面的一端，注意使紙帶的中心線位于物體的運動方向上或與斜面另一端的定滑輪凹糟的方向一致。如果單獨使用打點計時器，也可用臺夾將它固定在鐵支架的支桿上。 把打點計時器接入50赫6伏的正弦交流電源(J1202型或J12021型學生電源，打點計時器在46伏范圍內能正常工作)，讓打點計時器開始工作，觀察振動片的振動是否均勻。如果振動不均勻，可調節(jié)振動片的調節(jié)螺母，直到打

21、點均勻有力，聲音清晰、不拖尾巴。表示打點計時器已能正常工作。然后關閉電源。 給打點計時器裝上復寫紙片，移動復寫紙的轉軸，使復寫紙壓入壓紙框架下。從紙帶限位孔穿入紙帶，經復寫紙下從另一限位孔穿出。 接上電源，使打點針工作，調節(jié)打點針的高低，以剛好能在紙上打出點為準，盡量減少打點針與打點紙帶的接觸時間。 (2)構造和原理 J0203型電磁打點計時器為磁電式結構，其構造如圖。當線圈通以50赫的交流電時，線圈產生的交變磁場使振動片(由彈簧鋼制成)磁化，振動片的一端位于永久磁鐵的磁場中。由于振動片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化，在永久磁鐵的磁場作用下，振動片將上下振動，其振動周期與線圈中的電流變化周

22、期一致，即為0.02秒。圖為半個周期時的情況。 振動片的一端裝有打點針，當紙帶從針尖下通過時。便打上一系列點，相鄰點之間對應的時間為0.02秒。5個間距對應的時間為0.10秒。 (3)頻率檢查 打點計時器的計時精度主要由振動片的振動頻率所決定。由于振動、碰撞等原因可能使打點頻率偏離正常范圍(包括出現(xiàn)頻率偏移和頻率不穩(wěn)等現(xiàn)象)，影響它的正常工作。實驗前可檢查其頻率是否正常。這里介紹用示波器檢查打點頻率的方法。 將打點計時器的線圈接入6伏交流電源，振動片接示波器的“y輸入”(不能使用旋松緊固螺釘或夾在振動片上的方法連結，可用導線繞在振動片的固定螺釘上，避免影響振動頻率)，限位板接示波器的“接地”端

23、，如圖。當打點針與限位板不接觸時，示波器y輸入上就有一個感應交流電壓的正弦信號輸入；當打點針與限位板接觸時，y輸入電壓為零，因此在正弦波上留下一個缺口。若打點器的振動頻率穩(wěn)定，打點針與限位板碰擊的時機相同，則正弦波上的缺口位置始終一致；若打點器的振動不穩(wěn)定，打點針與限位板碰擊時機不等，各次缺口出現(xiàn)的位置不同，由于視覺暫留的作用，正弦波看來就會有兩個缺口，這時打點紙帶上會出現(xiàn)重復性的“雙點”。仔細調節(jié)振動片的固定螺釘，直到示波器顯示的正弦波只出現(xiàn)一個缺口，打點器的振動頻率就核準好了。 (4)造成打點計時器頻率不穩(wěn)或出現(xiàn)“雙點”的原因及解決辦法 當振動片的固有頻率與電源頻率(50赫)相一致時，振動

24、片便產生與電源頻率同步的振動，即發(fā)生共振，此時打點周期與電源周期一致。若振動片的固有頻率偏離工作電源頻率，就會出現(xiàn)打點周期不穩(wěn)的情形。振動片的固有周期主要由它的長度決定。所以可通過調節(jié)振動片的長度來調整它的固有周期。松開振動片的固定螺釘，逐步改變振動片的長度，并觀察振動片的振幅，當振幅最大時，表明振動片的固有頻率與電源頻率一致。 振動片在線圈框架中的位置及在磁鐵之間的位置都必須位于正中間，否則會出現(xiàn)打點周期不穩(wěn)的現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)振動片周期不穩(wěn)，可松開振動片的緊固螺釘，改變墊片的厚度，使振動片位于正中間。 電火花打點計時器： 電火花計時器的外形如圖所示，它可以代替電磁打點計時器使用，也可以與簡易電火

25、花描跡儀配套使用。 使用時電源插頭直接插在交流220伏插座內，將裁成圓片(直徑約38毫米)的墨粉紙盤的中心孔套在紙盤軸上，將剪切整齊的兩條普通有光白紙帶(20700mm2)從彈性卡和紙盤軸之間的限位槽中穿過，并且要讓墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間，這樣當兩條紙帶運動時，也能帶動墨粉紙盤運動，當按下脈沖輸出開關時，放電火花不至于始終在墨粉紙盤的同一位置而影響到點跡的清晰度。也可以用上述尺寸的白紙帶和墨粉紙帶(位于下面)做實驗，例如在簡易電火花描跡儀的導軌上就是這樣放置的。還可以用兩條白紙帶夾著一條墨粉紙帶做實驗；用電火花計時器做測量自由落體的加速度實驗就是這樣做的。墨粉紙可以使用比較長的時間，一條白紙

26、帶也可以使用4次，從而降低了實驗成本。 電火花計時器使用中運動阻力極小(這種極小阻力來自于紙帶運動的本身，而不是打點產生的)，因而系統(tǒng)誤差小，記時精度與交流電源頻率的穩(wěn)定程度一致(脈沖周期漂移不大于50微秒，這一方面也遠優(yōu)于電磁打點計時器)，同時它的操作簡易，學生使用安全可靠(脈沖放電電流平均值不大于500微安)。 2.平均速度與瞬時速度 實驗儀器：數字計時器(J0201-CC)、氣墊導軌(J2125)、小型氣源(J2126)、水平尺、滑快、擋光片 氣墊導軌： (1)構造 氣墊導軌是一種現(xiàn)代化的力學實驗儀器。它利用小型氣源將壓縮空氣送入導軌內腔。空氣再由導軌表面上的小孔中噴出，在導軌表面與滑行

27、器內表面之間形成很薄的氣墊層。滑行器就浮在氣墊層上，與軌面脫離接觸，因而能在軌面上做近似無阻力的直線運動，極大地減小了以往在力學實驗中由于摩擦力引起的誤差。使實驗結果接近理論值。配用數字計時器或高壓電火花計時器記錄滑行器在氣軌上運動的時間，可以對多種力學物理量進行測定，對力學定律進行驗證。 氣墊導軌按其直線度是否可調分為普通式(不可調式)和可調式兩種型式。該產品以軌面長度為主參數。主參數系列有800毫米、1200毫米、1500毫米和2000毫米四種，前兩種規(guī)格適合中學物理實驗使用。氣墊導軌還可以按照其所需的工作壓強和滑行器質量分為高氣壓、重滑行器及低氣壓、輕滑行器兩類。前者性能好，但價格略高，

28、后者性能稍差，價格較低。 上圖中畫的氣軌為1200毫米、高氣壓可調式氣軌。 上圖J2125型氣墊導軌，它是低氣壓；輕滑行器、直線度不可調式氣軌。 上圖為J21251型氣墊導軌，它是另一種高氣壓、重滑行器、直線度可調式氣墊導軌。 上圖為J21252型氣墊導軌，它是高氣壓、重滑行器、直線度不可調式氣墊導軌。 氣墊導軌實 驗中的運動物體為滑行器(又稱滑塊)，右圖為LQGT1200/5.8型氣墊導軌的滑行器?；衅魃喜坑形鍡l“T”形槽，可用螺釘和螺帽方便地在槽上固定各種附件。下面的兩條“T”形槽的中心正好通過滑行器的質心，在這兩條槽的兩端安裝碰撞器或掛鉤，可使滑行器在運動過程中所受外力通過質心。在這兩

29、條槽的中部加裝配重塊后滑行器的質心不會改變高度。 (2)保養(yǎng) 氣墊導軌是一種精度較高的現(xiàn)代教學儀器。軌道面的直線度，粗糙度，滑行器內角及表面的平面度都有較高要求，切忌振動、重壓。嚴防碰傷和劃傷。不允許在不通氣的情況下將滑行器在軌面上滑磨。 實驗前一定要檢查氣孔是否通暢，如有小孔被堵塞，滑行器運動到該處就會受到影響，甚至會停住不動。如有小孔被堵塞，應該用細鋼絲(直徑小于0.5毫米)捅開。 滑行器的運動速度不宜過低，否則當外界因素變化時(如室內氣流量不穩(wěn)、壓力不均時，會影響滑行器的運動)。一般來說，滑行器的運動速度應大于50厘米/秒。 導軌使用時應安放在結實、牢固的實驗臺上。如實驗臺單薄會影響導軌

30、調水平。如欲使導軌成斜面、可在調平螺釘下面加定高墊塊。 導軌應放于清潔干燥的環(huán)境中，長期不用應用塑料套遮蓋，防止灰塵。 (3)調平 氣軌在使用前應調節(jié)軌面成水平。因為軌面不水平會使滑行器所受的重力產生與導軌長度方向平行的分力，由于滑行器是“飄浮”在氣墊上的，任何微小的分力都會給滑行器以附加的加速度，因而增加實驗的誤差。氣軌的調平可按下列兩種方法之一進行。 靜態(tài)調平法 氣墊導軌的調平螺釘一般是按等腰三角形的三個頂點分布的。先調節(jié)位于三角形底邊兩端的調平螺釘，使軌面在與長度垂直方向上達到目視水平。然后向導軌通氣，將滑行器輕放在軌面上，調節(jié)位于三角形頂點位置的螺釘，使滑行器在將要進行實驗的運動范圍內

31、停住不動或無明顯移動，則可認為軌面已經調平。注意在即將調平時要以很小的角度旋轉調平螺釘，以免調節(jié)過量。 動態(tài)調平法 將兩個光電門按實驗需要拉開一段距離安裝在導軌上，使其指針對準導軌上標尺刻度。把光電門線兩端的四芯插頭分別插入光電門架和計時器面板上的四芯插座中，將兩光電門和計時器連通。開啟計時器電源，使計時器能正常工作：將計時方式置于“計時”，用手在光電門處遮一下光，計時器能計下遮光時間即為正常；將計時器計時方式置于“計時”，用手在任一光電門處遮一下光，再在另一光電門處遮一下光，計時器能計下兩次遮光的時間間隔為工作正常。計時器的時標定為不大于1毫秒。 在滑行器中部安裝擋光片，接通氣源，將滑行器輕

32、放在軌面上，使其運動起來。調整光電門的位置，使其能被擋光片有效遮光，又不妨礙滑行器運動。置計時器為“計時”計時方式。讓滑行器從導軌一端向另一端運動，擋光片順序通過兩個光電門。計時器分別計下?lián)豕馄ㄟ^兩個光電門的時間。調節(jié)處于三角形頂點位置的調平螺釘，使計時器計下的兩次計時值基本相等，使滑行器從另一端向相反方向運動，計時器的兩次計時值也基本相等，即可認為軌面已調平。 (4)滑塊質心的調整 氣墊導軌的氣墊對滑行器有一定的“浮力”。這一力的方向向上并且過滑行器的幾何中心。一般情況下滑行器的質心也在其幾何中心。 所以，在軌面水平的條件下，滑行器應能浮在軌面上不沿軌面左右移動。但在使用氣軌做實驗時要在滑

33、行器上安裝擋光片等附件。如果不注意，就改變了質心位置，破壞滑行器所受重力與浮力的平衡，浮力中心會離開質心一段距離。浮力會產生以質心為軸的力矩，使滑行器在豎直平面內轉動一個小的角度，形成了使滑行器沿軌面移動的分力。 這時即使軌面已經水平，滑行器仍不能浮在軌面上不動。這時請沿長度方向移動滑行器上所安附件的位置，使裝上附件后滑行器的質心與沒裝附件時滑行器的質心盡量重合。裝好附件的滑行器也應能浮在軌面上不動。 數字計時器： (1)構造 數字計時器和光電門一起組成氣墊導軌的計時裝置。光電門的外形如圖。它由發(fā)光器件(聚光燈泡或紅外發(fā)光二極管)和光敏器件(光敏二極管或光敏三極管)組成。通常使光敏器件處于亮(

34、被光照)狀態(tài)，在暗(光被遮)狀態(tài)時向數字計時器進出脈沖訊號，觸發(fā)數字計時器計時或停計。 J02011型數字計時器如圖。 計時器上的輸入插口和分別與兩個光電門相連接。計時開關扳向“1ms”擋時數碼管顯示計時值單位為毫秒，計時量程00.999秒；該開關扳向“10ms”擋時，量程為00.09秒。復位鍵又稱清零鍵。用以清除上一次計數或計時的示數。 (2)J0201-CC型數字計時器工作狀態(tài) “C”計數 用當光片對任意一個光電門遮光一次，屏幕顯示即累加一次。 “S1”遮光計時 當采用計時S1時，任一光電門遮光時開始計時，遮光結束(露光)停止計時，屏幕依次顯示出遮光次數和遮光時間。即圖甲中擋光條通過光電門

35、的時間?？蛇B續(xù)作1255次時間，但只存儲前10個數據。 “S2”間隔時間 當采用計時S2時，任一光電門第一次遮光時開始計時。第二次遮光時停止計時，屏幕依次顯示出擋光間隔和擋光間隔的時間，即圖乙中兩個擋光條先后通過兩個光電門之間的時間間隔或擋光片的兩個邊M、N通過一個光電門所用的時間?？蛇B續(xù)作1255次實驗，只存儲前10個數據。 “T”測振子周期 用彈簧振子或單擺振子配合一個光電門和一個擋光片做實驗?！巴Ｖ埂庇嫊r后，屏幕依次顯示n個振動周期和1個n次振動時間的總和。 “a”加速度 配合氣墊導軌、擋光框、兩個光電門作運動體的加速度試驗。運動體上的擋光框通過兩個光電門之后自動進入循環(huán)顯示擋光框通過第

36、一個光電門的時間；擋光框通過第一個光電門至第二個光電門之間的間隔時間；擋光框通過第二個光電門的時間；擋光框通過第一個光電門的速度；擋光框通過第二個光電門的速度；擋光框通過第一個光電門至第二個光電門之間的運動加速度。 “g”測重力加速度 “Col”完全彈性碰撞實驗 “Sgl”時標輸出 (3)保養(yǎng) 實驗前應先調整發(fā)光器件和光敏器件的相對位置。如果二者沒有對準，數字計時器在“S1”計時方式下數碼管會不停地翻動、不能計時。使發(fā)光器件的光束對準光敏器件、計時器的數碼管就不會再翻動。手動“復位”后顯示“0”，即可開始遮光計時。 數字計時器應按電子儀器常規(guī)保養(yǎng)。維修時嚴禁帶電焊接，焊接時要將電烙鐵斷掉電源，

37、用余熱焊接。 小型氣源： (1)構造 小型氣源為氣墊導軌提供一定流量和壓強的空氣。 它由過濾器、離心式風機、電動機、波紋管、濾清器、減震彈簧等組成。工作時，電動機帶動離心式風機旋轉，空氣從氣源的進氣口進入過濾器，進入風機后被壓縮成較高壓強的氣體，經過波紋管(能減少壓縮空氣噪聲)后進入濾清器，清除空氣中的碳粉；(這些碳粉是電動機的碳刷產生的)，然后從氣源的出氣口經過塑料蛇形軟管進入氣墊導軌的型腔中。減震彈簧能減少機械震動產生的噪聲。 國內已能生產大流量、高風壓、無碳粉的低噪聲氣源，由于仍然使用整流子電機，氣源使用一段時間后，需要取出濾清器，更換其中的泡沫塑料。 (2)保養(yǎng) 為保持進入氣源的空氣干

38、凈清潔，實驗時不要將氣源放在地上。為了不使氣源的振動影響滑行器的運動，也不要把氣源與氣軌放在同一實驗臺上。 氣源連續(xù)使用一般不超過90分鐘。 氣源要與導軌配套。高壓重滑行器的氣軌要用高壓氣源(壓強46千帕)，低壓輕滑行器的氣軌用低壓氣源(壓強約0.3千帕)。 使用以串激整流子電機為動力的氣源，要定期更換碳刷。 教師操作：氣墊導軌保持水平(水平尺處于中心位置)；數字計時器選擇S2；用一只光電門；用不同的擋光片(100mm，50mm，30mm)演示平均速度；當擋光片寬度越來越小時，平均速度趨近于瞬時速度。 3、勻速直線運動 實驗儀器：數字計時器(J0201-CC)、氣墊導軌(J2125)、小型氣源

39、(J2126)、水平尺、滑快、擋光片(30mm) 教師操作：數字計時器選擇S2；氣墊導軌保持水平；使用兩只光電門；用手輕推滑塊，比較兩個光電門示數；根據v= 計算速度，比較結果。 擋光片S 光電門1 光電門2 30mm t1 v1 t2 v2 3.勻變速直線運動 加速度 實驗儀器：數字計時器(J0201-CC)、氣墊導軌(J2125)、小型氣源(J2126)、滑快、擋光片(30mm) 教師操作： (1)使導軌呈傾斜狀(通過調節(jié)調平螺絲使右端略高于左端，使兩光電門之間的距離約30厘米。接好計時器。計時器用S2擋。 (2)接通計時器電源，把滑行器(已插上擋光條)放在導軌上靠近右邊光電門處，接通氣源

40、電源，自由釋放滑行器。在滑行器撞擊到緩沖彈簧時立即關閉氣源。記下滑行器在兩光電門間運動的時間和兩光電門之間的距離。記入記錄表中。使計時器置零。 (3)移動左邊光電門門架改變計時距離(改變10厘米左右即可)，重復步驟(2)。如此繼續(xù)，多取幾組S、t數據，直至左邊光電門過于接近緩沖彈簧，不便于計時為止。 (4)根據所測S、t值，計算 的值在實驗誤差范圍內是否為恒量。若是，則可求出其加速度的平均值。研究勻變速直線運動 實驗儀器：數字計時器(J0201-CC)、氣墊導軌(J2125)、小型氣源(J2126)、滑快、擋光片(30mm) 實驗目的：用氣墊導軌比較精確地測定勻變速直線運動的即時速度和加速度。

41、 實驗原理： 物體(質點)過某點的即時速度等于物體經該點時足夠小的位移(或足夠小的時間)內的平均速度的極限值。實驗中位移S在可能條件下盡量取小。測出通過S所用的時間t，則所求得的平均速度 就可認為近似等于過該點的即時速度。 若實驗測得物體在勻變速直線運動中通過某兩點時的即時速度，再測得物體通過兩點所用的時間t可以用公式a 求得其加速度。 教師操作： (1)使氣墊導軌傾斜約1以下。兩光電門分別放在位置A和A1處，如圖?；衅髦糜贏的右邊，并在其上插上擋光片。把光電門接在計時器上。計時器撥到“計時”(S2)擋。接通計時器電源。 (2)使小型氣源工作，給導軌通氣。讓滑行器自由下滑。從計時器上讀出滑行

42、器經過AA1的時間t1，在標尺上讀出AA1之間的距離S1，求出滑行器在AA1這段位移中的平均速度.(3)把A1處的光電門移到A2，A3，重復步驟2，分別測出對應的平均速度 ， 實驗時要注意每次都使滑行器從同一位置自由滑下。 (4)分析所得的實驗數據可發(fā)現(xiàn)，平均速度隨位移減小而減小并趨向某一極限(下表中數據僅供參考)。 (5)為了近似求得此平均速度的極限值，可將計時器撥在“計時”擋，讓滑行器從上面實驗中同一位置自由滑下通過A點，測出擋光條通過A點的時間tA。擋光條的有效寬度SA=30mm(即L有)，則可求得滑行器在擋光條遮光時間內運動的平均速度。它是在我們的裝置中可能取到的過A點的最小位移內的平

43、均速度，可近似認為是過A點時的平均速度的極限值，它接近滑行器過A點時的即時速度，見下表中最后一欄。 s(m) 0.414 0.260 0.109 0.057 0.0136 t(s) 2.56 1.78 0.86 0.48 0.12 V瞬時(m/s) 0.162 0.146 0.127 0.120 0.113 (6)讓一個光電門仍置于A處，另一光電門重新移回A1處。重復步驟(5)的操作。但此時要注意記下?lián)豕鈼l通過A的時間tA以及通過A和A1的總時間t，可得擋光條通過A1的時間t1ttA。根據擋光條的有效遮光寬度SA，分別求出滑行器通過A及A1時的即時速度VA 和VA1 。利用步驟(2)所測得的時

44、間t1，可求得a 。 測定勻變速直線運動的加速度(學生實驗) 實驗儀器：打點計時器、交流電源(電火花打點計時器220V，電磁打點計時器46V)、紙帶、小車、軌道、細繩、鉤碼、刻度尺、導線 實驗目的： (1)掌握判斷物體是否作勻變速直線運動的方法。 (2)測定勻變速直線運動的加速度。 紙帶處理： (1)“位移差”法判斷運動情況，設相鄰點之間的位移分別為s1、s2、s3 (A)若s2-s1=s3-s2=sn-sn-1=0，則物體做勻速直線運動。 (B)若s2-s1=s3-s2=sn-sn-1=s0，則物體做勻變速直線運動。 (2)“逐差法”求加速度 a1= ，a2= ，a3= ， 然后取平均值，即

45、a= 。 (3)“平均速度法”求速度 vn= 。 (4)“圖像法”求加速度 由vn= ，求出無數個點的速度，畫出v-t圖像，直線的斜率即加速度。 學生操作： (1)把附有滑輪的軌道放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在軌道沒有滑輪一端，連接好電路；再把細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼；把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面(若是電火花打點計時器，用兩個紙帶分別從上下兩邊穿過墨粉紙盤)。 (2)把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，換上新紙帶，重復三次。 (3)從三條紙袋中選擇一條比較理想

46、的紙帶，舍掉開頭比較密集的點，在后邊便于測量的地方找一個開始點，并把每打五個點的時間作為時間的單位，即T=0.025=0.1s，在選好的開始點下面記作0，第六點作為計數點1，依次標出計數點2、3、4、5、6。兩相鄰計數點間的距離用刻度尺測出分別記作s1、s2s6。 (4)求出a的平均值，它就是小車做勻變速直線運動的加速度。 注意事項： (1)要在鉤碼落地處放置軟墊，防止撞壞鉤碼。 (2)小車的加速度宜適當大些，可以減小長度的測量誤差，加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚的取出7-8個計數點為宜。 (3)紙帶運動時不要讓紙帶與打點計時器的限位孔摩擦。 (4)不要分段測量各段位移，應盡可能的一次

47、測量完畢(可先統(tǒng)一量出到記數起點0之間的距離)。 自由落體運動 豎直上拋運動 1、阻力很小時不同物體同時下落 實驗儀器：旋片式真空抽氣泵(XZ)、牛頓管 教師演示：用抽氣泵把牛頓管內空氣抽出不同程度，觀察鋁片與羽毛的下落快慢。 實驗結論：空氣阻力很小時(接近于真空)，鋁片與羽毛同時下落。 2、測重力加速度(1) 實驗儀器：鐵架臺、鐵質小球(直徑22.5厘米)、數字計時器(J0201CC)、光電門2個、米尺、學生電源、電磁鐵 教師操作： (1)按圖將光電門A、B和電磁鐵安裝在鐵架臺上，調整它們的位置使三者在一條豎直線內。當電磁鐵斷電釋放小球后，小球能順利通過兩個光電門 (2)將數字計時器通電并調

48、整光電門，當光電門A光路被瞬間切斷時，即開始計時；當光電門B的光路被瞬間切斷時，則停止計時。再接通電磁鐵電源吸住小球，開始實驗。切斷電磁鐵電源，小球落下。此時計時器顯示的時間即為小球做自由落體運動通過兩光電門A、B的時間t，實驗連續(xù)做三次，然后取平均值。 (3)用米尺測出從小球開始下落的位置到兩個光電門中心的距離h1、h2，由公式h1= gt12和h2= gt22， 得t=t2-t1= - = ( - ) t2= ( - )2，g= 由此就可算出所測的重力加速度。 注意事項： (1)用電磁鐵釋放小球的缺點是，當切斷電流后，電磁鐵的磁性消失需要一時間，鐵球與電磁鐵鐵心可能有一些剩磁，都會使下落時

49、間較實際值大，引起誤差。因此，上面介紹的方法是測定小球通過兩光電門之間距離所用的時間。避免了測定小球開始下落的時刻，這樣就消除了上述誤差。 (2)測量小球從開始下落的位置到兩個光電門中心的距離h1、h2，應該是從小球下部球表面到兩個光電門中心的距離。而不是小球中心到光電門中心的距離，因為光電門在小球下表面隔斷光線時就立即開始計時。為了提高精度，光電門的光束應該調得較細，并適當增大兩光電門A、B間的距離，使時間測量的相對誤差減小。 3、測重力加速度(2) 實驗儀器：鐵架臺、電磁打點計時器(J0203型)、米尺、重錘、夾子、學生電源 教師操作：(1)將鐵架臺放于水平桌的邊沿，打點計時器固定于支架的

50、下端并位于豎直平面內。支架底座上放一重物以保持支架的穩(wěn)定。打點紙帶上端穿過計時器的限位孔，并用夾子固定起來，下端通過夾子懸掛一重錘。 (2)接上電源，閉合開關。待打點計時器工作穩(wěn)定后，放開上面的夾子讓重錘帶著紙帶自由下落。這時計時器在紙帶上打下了一系列點。重復實驗，可得幾條打點紙帶。 (3)在紙帶上選取56個點，分別求出打點計時器在打這幾個點時，重錘下落的速度及對應的時刻，把乘出的結果在坐標紙上以t為橫坐標，以v為縱坐標，畫出各點。再根據這些點畫直線，直線的斜率即為利用該紙帶測出的重力加速度的值。然后利用另外幾條紙帶分別求出重力加速度的值，最后求出這些重力加速度值的平均值，即為該地區(qū)的重力加速

51、度值。 牛頓第一定律 牛頓第三定律1、慣性(1) 實驗儀器：氣墊導軌(J2125)、小型氣源(J2126)、水平尺、滑塊、擋光片 教師操作：氣墊導軌保持水平；用手輕推滑塊，手離開滑塊后，合外力為零，滑塊維持勻速直線運動狀態(tài)。 2、慣性(2) 實驗儀器：木塊、小車 教師操作：突然使小車向前運動，小車上的木塊向后倒。 3、慣性(3)判斷生蛋和熟蛋 實驗儀器：生雞蛋、熟雞蛋、細繩2根 學生游戲：不敲碎蛋殼來判別一個蛋的生熟，你該怎么辦呢？ 這兒問題的關鍵就在生蛋和熟蛋的旋轉情形不一樣。這一點就可以用來解決我們的問題。把要判別的蛋放到一只平底盤上，用兩只手指使它旋轉。這個蛋如果是煮熟的(特別是煮得很“

52、老”的)，那么它旋轉起來就會比生蛋快得多，而且轉得時間久。生蛋呢，卻甚至轉動不起來。而煮得“老”的熟蛋，旋轉起來快得使你只看到一片白影，它甚至能夠自動在它尖的一端上豎立起來。 這兩個現(xiàn)象的原因是，熟透的蛋已經變成一個實心的整體，生蛋卻因為它內部液態(tài)的蛋黃、蛋白，不能夠立刻旋轉起來，它的慣性作用就阻礙了蛋殼的旋轉；蛋白和蛋黃在這里是起著“剎車”的作用。 生蛋和熟蛋在旋轉停止的時候情形也不一樣。一個旋轉著的熟蛋，只要你用手一捏，就會立刻停止下來，但是生蛋雖然在你手碰到的時候停止了，如果你立刻把手放開，它還要繼續(xù)略略轉動。這仍然是方才說的那個慣性作用在作怪，蛋殼雖然給阻止了，內部的蛋黃、蛋白卻仍舊在

53、繼續(xù)旋轉；至于熟蛋，它里面的蛋黃、蛋白是跟外面的蛋殼同時停止的。 這類實驗，還可以用另外一種方法來進行。把生蛋和熟蛋各用橡皮圈沿它的“子午線”箍緊，各掛在一條同樣的線上。把這兩條線各扭轉相同的次數以后，一同放開，你立刻就會看到生蛋跟熟蛋的分別：熟蛋在轉回到它的原來位置以后，就因為慣性作用向反方向扭轉過去，然后又退轉回來這樣扭轉幾次，每次的轉數逐漸減少。但是生蛋卻只來回扭轉三四次，熟蛋沒有停止它就早停下來了：這是因為生蛋的蛋白、蛋黃妨礙了它的旋轉運動的緣故。 4、彈力的相互性 實驗儀器：氣墊導軌(J2125)、小型氣源(J2126)、水平尺、彈簧圈2只、滑塊2只 教師操作：氣墊導軌保持水平；兩只

54、滑塊相向運動，碰撞瞬間觀察兩只彈簧圈變化。 5、摩擦力的相互作用 實驗儀器：三合板、遙控玩具電動小車、玻璃棒 教師操作：在桌面上并排放上一些圓桿，可用靜電中的玻璃棒.在棒上鋪一塊三合板，板上放一輛遙控電動玩具小車.用遙控器控制小車向前運動時，板向后運動；當車向后運動時板向前運動。 6、靜電力的相互作用 實驗儀器：輕小球2個、毛皮、橡膠棒、絲綢、玻璃棒、細線2根 教師操作：用細線拴兩個小球，當兩個小球帶同種電荷時，相互推斥而遠離；當帶異種電荷時，相互吸引而靠近。 7、磁場力的相互作用 實驗儀器：小車2個、條形磁鐵2個 教師操作：在兩輛小車上各固定一根條形磁鐵，當磁鐵的同名磁極靠近時，放開小車，兩車被推開；當異名磁極接近時，兩輛小車被吸攏。 8、拉力的相互作用 實驗儀器：小車(2個)、繩子 學生體驗：把兩輛能站人的小車放在地面上，小車上各站一個學生，每個學生拿著繩子的一端。當一個學生用力拉繩時，兩輛小車同時向中間移動。 實驗結論： 相互性：兩個物體間力的作用是相互的。施力物體和受力物體對兩個力來說是互換的，分別把這兩個力叫做作用力和反作用力。 同時性：作用力消失，反作用力立即消失。沒有作用就沒有反作用。 同一性：作用力和反作用力的性質是相同的。這一點從幾個實驗中可以看出，當作用力是彈力時，反作用力也是彈力；作用力是摩擦力，反作用