高中物理實(shí)驗(yàn)大全

一.物理實(shí)驗(yàn)的目的與要求

1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

(1)教會(huì)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)研究物理現(xiàn)象與規(guī)律，包括：

A.正確選擇實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)器材。

B.學(xué)會(huì)控制實(shí)驗(yàn)條件。

C.知道如何實(shí)驗(yàn)、判斷結(jié)果的可靠程度。

(2)幫助學(xué)生理解和掌握有關(guān)課程內(nèi)容和重要的物理概念，以形成物理思想，培養(yǎng)解

決物理問(wèn)題的能力。

(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)掌握基本物理量的測(cè)量方法，以培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能。

(4)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法及良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

2、做好實(shí)驗(yàn)的基本要求

(1)實(shí)驗(yàn)前必須做好如下準(zhǔn)備：

①明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，弄懂?shí)驗(yàn)原理

②了解儀器性能，熟悉操作步驟

③設(shè)計(jì)記錄表格，掌握注意事項(xiàng)

(2)實(shí)驗(yàn)中必須手腦并用，做到心到、眼到、手到：

①仔細(xì)調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置，正確使用實(shí)驗(yàn)儀器

②保證滿足實(shí)驗(yàn)條件，注意規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作

③認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，客觀記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

(3)實(shí)驗(yàn)后必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理：

①尊重實(shí)驗(yàn)客觀事實(shí)，正確分析記錄數(shù)據(jù)

②合理做出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告

二.實(shí)驗(yàn)的七種主要思想

1、控制變量法在實(shí)驗(yàn)中或?qū)嶋H問(wèn)題中，常有多個(gè)因素在變化，造成規(guī)律不易表現(xiàn)出來(lái)，

這時(shí)可以先控制一些物理量不變，依次研究某一個(gè)因素的影響和利用。如氣體的性質(zhì)，壓

強(qiáng)、體積和溫度通常是同時(shí)變化的，我們可以分別控制一個(gè)狀態(tài)參量不變，尋找另外兩個(gè)

參量的關(guān)系，最后再進(jìn)行統(tǒng)一。歐姆定律、牛頓第二定律等都是用這種方法研究的。

2、等效替代法某些物理量不直觀或不易測(cè)量，可以用較直觀、較易測(cè)量而且又有等效

效果的量代替，從而簡(jiǎn)化問(wèn)題。如在驗(yàn)證動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)中，發(fā)生碰撞的兩個(gè)小球的速度不

易直接測(cè)量，可用水平位移代替水平速度研究；在描繪電場(chǎng)中的等勢(shì)線時(shí)，用電流場(chǎng)來(lái)模

擬電場(chǎng)等都用了等效思想。

3、累積法把某些難以用常規(guī)儀器直接準(zhǔn)確測(cè)量的物理量用累積的方法，將小量變大

量，不僅可以便于測(cè)量，而且還可以提高測(cè)量的準(zhǔn)確程度，減小誤差。如測(cè)量均勻細(xì)金屬

絲直徑時(shí)，可以采用密繞多匝的方法；測(cè)量單擺的周期時(shí)，可測(cè)30-50個(gè)全振動(dòng)的時(shí)間；分

析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶時(shí)，可隔幾個(gè)點(diǎn)找出計(jì)數(shù)點(diǎn)分析等。

4、留跡法有些物理過(guò)程是瞬息即逝的，我們需要將其記錄下來(lái)研究，如同攝像機(jī)一

樣拍攝下來(lái)分析。如用沙擺描繪單擺的振動(dòng)曲線；用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄物體位置；用頻閃照

相機(jī)拍攝平拋的小球位置；用示波器觀察交流信號(hào)的波形等。

5、外推法有些物理量可以局部觀察或測(cè)量，作為它的極端情況，不易直觀觀測(cè)，如

果把這局部觀察測(cè)量得到的規(guī)律外推到極端，可以達(dá)到目的。例如在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電

阻的實(shí)驗(yàn)中，無(wú)法直接測(cè)量1=0（斷路）時(shí)的路端電壓（電動(dòng)勢(shì)）和短路（U=0）時(shí)的電流強(qiáng)度，

通過(guò)一系列U、I對(duì)應(yīng)值點(diǎn)畫(huà)出直線并向兩方延伸，交U軸點(diǎn)為電動(dòng)勢(shì)，交I軸點(diǎn)為短路電

流。

6、近似法在復(fù)雜的物理現(xiàn)象和物體運(yùn)動(dòng)中，影響物理量的因素較多，有時(shí)為了突出

主要矛盾，可以有意識(shí)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)條件、忽略次要因素的影響，用近似量當(dāng)成真實(shí)量進(jìn)行

測(cè)量。

7、放大法對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)中微小量或小變化的觀察，可采用放大的方法。例如游標(biāo)卡

尺、放大鏡、顯微鏡等儀器都是按放大原理制成的。

基本測(cè)量

1、長(zhǎng)度的測(cè)量?jī)x器有刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器。

2、時(shí)間的測(cè)量?jī)x器主要是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和停表。

3、質(zhì)量的測(cè)量?jī)x器是天平。

4、電路的測(cè)量電流、電阻、電壓等是直流電路中重要的物理量，也是考查幾率很高

的內(nèi)容，要學(xué)會(huì)這些表的連接、量程的選擇、讀數(shù)及構(gòu)造原理。

5、其它物理量的測(cè)量溫度、體積、壓強(qiáng)（水銀柱高度差）、折射率（可以轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)度

的測(cè)量）等的測(cè)量，都以長(zhǎng)度測(cè)量為基礎(chǔ)。

測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)規(guī)則

在直接測(cè)量中讀出的測(cè)量值的有效數(shù)字的最后一位要與讀數(shù)誤差所在的一位取齊，因

而測(cè)量?jī)x器讀數(shù)規(guī)則為：測(cè)量誤差出現(xiàn)在哪一位，讀數(shù)就應(yīng)相應(yīng)讀到哪一位。在中學(xué)階段

一般可根據(jù)測(cè)量?jī)x器的最小分度來(lái)確定讀數(shù)誤差出現(xiàn)的位置。對(duì)于常用的儀器可按下述方

法讀數(shù)：

1、最小分度是“1”的儀器，測(cè)量誤差出現(xiàn)在下一位，下一位按十分之一估讀。如最小

刻度是1mm的刻度尺，測(cè)量誤差出現(xiàn)在毫米的十分位上，估讀到十分之幾毫米。

2、最小分度是"2"或〃5”的儀器，測(cè)量誤差出現(xiàn)在同一位上，同一位分別按二分之一

或五分之一估讀。如學(xué)生用的電流表0.6A量程，最小分度為0.02A,誤差出現(xiàn)在安培的百

分位，只讀到安培的百分位，估讀半小格，不足半小格的舍去，超過(guò)半小格的估讀，以安

培為單位讀數(shù)時(shí)，百分位上的數(shù)字可能為0、1、2……9；學(xué)生用的電壓表為15V量程，最

小分度為0.5V,測(cè)量誤差出現(xiàn)在伏特的十分位上，只估讀到伏特的十分位，估讀五分之幾

小格，以伏特為單位讀數(shù)時(shí)，十分位上的數(shù)字可能為0、1、2……9。

3、下列儀器在最小分度間不進(jìn)行估讀：游標(biāo)卡尺只要求讀數(shù)是游標(biāo)最小分度值的整

數(shù)倍；液體溫度計(jì)讀數(shù)為的整數(shù)倍即可；體溫計(jì)讀數(shù)應(yīng)是0.的整數(shù)倍；機(jī)械秒表和

指針式電子秒表在最小分度間不進(jìn)行估讀；歐姆表一般不要求估讀，指針靠近哪條刻線，

就讀哪條刻線的數(shù)值。

三.有效數(shù)字

帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)據(jù)叫有效數(shù)據(jù)，有效數(shù)字的最后一位是測(cè)量者估讀出來(lái)

的，因此這一位數(shù)字是不可靠的，也是誤差所在位。

計(jì)算中遵守有效數(shù)字規(guī)則：

(1)不可靠數(shù)字與別的數(shù)相加減、相乘除，所得的結(jié)果也是不可靠的。

(2)計(jì)算結(jié)果只能保留位不可靠數(shù)字，但在計(jì)算過(guò)程中，可以保留兩位不可靠數(shù)字,

最后再四舍五入。

(3)物體的個(gè)數(shù)、實(shí)驗(yàn)的次數(shù)是準(zhǔn)確數(shù)，它們與近似數(shù)相乘除時(shí)，有效數(shù)字的位數(shù)應(yīng)

等于原來(lái)近似數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)。

有效數(shù)字的位數(shù)是從左起第一位非零數(shù)字算起到最后一位數(shù)字(含零)的總位數(shù)，其最后一

位即不可靠數(shù)字，是估讀得到的。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)常用的處理方法

1、直接比較法中學(xué)物理的某些實(shí)驗(yàn)，只需通過(guò)定性的確定物理量間的關(guān)系，或?qū)?shí)

驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的，則可應(yīng)用直接比較法。如研究“驗(yàn)證力的

平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，可直接比較實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的合力和根據(jù)實(shí)驗(yàn)做出的平行四邊形的

對(duì)角線，比較兩矢量的大小和方向，可確定是否達(dá)到了驗(yàn)證平行四邊形定則的目的；在"

研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象''的實(shí)驗(yàn)中，可在觀察、記錄的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)比較和推理，得出產(chǎn)生感

應(yīng)電流的條件和判定感應(yīng)電流方向的方法。

2、描跡法描跡可形象直觀地直接反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，

用描跡法直接描繪小球的運(yùn)動(dòng)軌跡；在“電場(chǎng)中等勢(shì)線的描繪”的實(shí)驗(yàn)中，用描跡法描繪等

勢(shì)線等。應(yīng)用描跡法時(shí)應(yīng)注意：

(1)所描出的曲線或直線應(yīng)是平滑的，不應(yīng)有突然的轉(zhuǎn)折。

(2)個(gè)別點(diǎn)若偏離所描出的曲線太遠(yuǎn)，可認(rèn)為是某種偶然因素所致，一般可將這樣的

點(diǎn)舍去。

(3)為能較為準(zhǔn)確地描述所記錄的曲線，實(shí)驗(yàn)所記錄的點(diǎn)的總數(shù)不能太少，且應(yīng)在所

描范圍內(nèi)大致均勻分布。

3、平均法取算術(shù)平均值是減小偶然誤差常用的數(shù)據(jù)處理方法，把待測(cè)物理量的若干

次測(cè)量結(jié)果值相加后除以測(cè)量次數(shù)。平均法的基本原理是：在多次測(cè)量中，由偶然誤差引

起的正、負(fù)偏差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)相等。故將多次的測(cè)量值相加時(shí)，所有偏差的代數(shù)和為零。

在求平均值時(shí)應(yīng)注意在什么情況下求平均值，例如求凸透鏡焦距時(shí)，應(yīng)對(duì)每一組物距

和像距求得的多個(gè)焦距值求平均值，而不應(yīng)對(duì)各個(gè)物距和像距求平均值。

4、列表法把被測(cè)物理量分類(lèi)列表表示出來(lái)，需說(shuō)明記錄表的要求，主要內(nèi)容。列表

法有制表方便，形式緊湊，數(shù)據(jù)易于比較等優(yōu)點(diǎn)?列表法還常常是圖表法的基礎(chǔ)。列表法

應(yīng)注意：

(1)項(xiàng)目應(yīng)包括名稱(chēng)及單位。

(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)應(yīng)按測(cè)量結(jié)果，取恰當(dāng)?shù)挠行?shù)字填入。

(3)自變量應(yīng)按逐漸增加或減小的順序排列。

5、圖表法建立合理的坐標(biāo)系，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為坐標(biāo)點(diǎn)在坐標(biāo)系中表示出來(lái)，尋找坐

標(biāo)點(diǎn)之間的規(guī)律，作圖處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是直觀、明顯。由圖像的斜率、截距、包圍的面積、

外推可以研究物理量之間的規(guī)律。

作圖像時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

(1)坐標(biāo)軸代表的物理量要合理，這樣便于找出規(guī)律，一般多選用直線作圖線，因?yàn)?/p>

直線明了直觀，而曲線的規(guī)律不易判定。

在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，常取x或1/x為自變量，以便使做出的函數(shù)圖像為直線，從而

可直觀的得出變量間的函數(shù)關(guān)系。在“測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻''的實(shí)驗(yàn)中，以I為自變量作

U-I圖像；當(dāng)函數(shù)與自變量x成反比例時(shí)，常以1/x為自變量。

(2)坐標(biāo)建立要規(guī)范，坐標(biāo)軸上要標(biāo)明物理量，對(duì)應(yīng)單位，注意正確選取橫軸和縱軸

的標(biāo)度，橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的比例以及坐標(biāo)起點(diǎn)，使所做出的圖像大致布滿整個(gè)圖紙。如在

"測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻'’的實(shí)驗(yàn)中，縱坐標(biāo)U的起點(diǎn)可以不為零。

(3)選點(diǎn)要恰當(dāng)，作圖要規(guī)范，直線至少取5點(diǎn)，曲線10?15點(diǎn)，且在曲線彎曲處取點(diǎn)

密集一些；對(duì)直線作圖，應(yīng)使直線通過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不通過(guò)的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線兩側(cè);

對(duì)曲線作圖要平滑，不能做成折線，對(duì)于有些特異性的點(diǎn)可以分析取舍。

(4)根據(jù)圖像分析圖線的斜率、截距等物理意義，計(jì)算斜率時(shí)應(yīng)選取直線上相距較遠(yuǎn)

的兩點(diǎn)，而不一定要選取原來(lái)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，這樣便于取得更精確的平均值。

四.實(shí)驗(yàn)誤差及其處理

1、誤差測(cè)量值與真實(shí)值之間的差異。誤差不是錯(cuò)誤，在測(cè)量時(shí)誤差是不可避免的。

真實(shí)值：是指被測(cè)物理量在規(guī)定的時(shí)間和空間內(nèi)的客觀大小，即物理量的真實(shí)值。實(shí)驗(yàn)中

真實(shí)值是得不到的，通常用多次測(cè)量的算術(shù)平均值來(lái)代替真實(shí)值，且測(cè)量次數(shù)越多，平均

值就越接近真實(shí)值。

測(cè)量值：由測(cè)量?jī)x器直接讀出的物理量的數(shù)值或?qū)y(cè)量數(shù)據(jù)直接帶入公式計(jì)算出來(lái)的

物理量的數(shù)值。

2、從誤差來(lái)源看，誤差可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差

(1)系統(tǒng)誤差主要是由于實(shí)驗(yàn)原理不夠完善、實(shí)驗(yàn)儀器精度不夠、實(shí)驗(yàn)方法粗略而產(chǎn)

生的?；咎攸c(diǎn)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)真實(shí)值的偏差總是具有相同的傾向性，即總是偏小或偏大。

減小方法：改善實(shí)驗(yàn)原理，提高實(shí)驗(yàn)儀器的測(cè)量精度，設(shè)計(jì)更精巧的實(shí)驗(yàn)方法。

(2)偶然誤差是由于各種偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)者和實(shí)驗(yàn)儀器的影響而產(chǎn)生的，如測(cè)量環(huán)境

(或條件)的不穩(wěn)定、實(shí)驗(yàn)者的經(jīng)驗(yàn)不足。特點(diǎn)：總是有時(shí)偏大，有時(shí)偏小，且偏大和偏小

的機(jī)會(huì)相等。減小方法：多次實(shí)驗(yàn)取平均值。

3、從數(shù)據(jù)分析看，誤差分為絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差

(1)絕對(duì)誤差是測(cè)量值與真實(shí)值之差。在直接用儀器測(cè)量某一物理量時(shí)，提高測(cè)量?jī)x

器的精度是減小絕對(duì)誤差的重要方法。

(2)相對(duì)誤差相對(duì)誤差等于絕對(duì)誤差與真實(shí)值之比，常用百分比表示，反映了實(shí)驗(yàn)結(jié)

果的精確程度。在難以減小絕對(duì)誤差時(shí)，增大真實(shí)值是減小相對(duì)誤差的簡(jiǎn)易而有效的方

4、減小誤差的方法

(1)校準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器。如電流表、電壓表、歐姆表、天平等儀器，使用前應(yīng)先進(jìn)行調(diào)零

校準(zhǔn)。

(2)恰當(dāng)選擇儀器的量程和精確度。

(3)完善實(shí)驗(yàn)原理。

(4)進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，求其平均值。

(5)以圖像法代替公式法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

(6)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法。

五.力學(xué)中常見(jiàn)的三種力

1、力是物體之間的相互作用

O實(shí)驗(yàn)儀器：磁鐵、小鐵塊；細(xì)線、鉤碼(學(xué)生用)

教師操作：磁鐵吸引鐵塊。

學(xué)生操作：用細(xì)線使放在桌上的鉤碼上升。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：力是物體對(duì)物體的作用。

2、測(cè)量力的儀器

實(shí)驗(yàn)儀器：彈簧秤(2只)

彈簧秤：

(1)構(gòu)造和原理彈簧秤測(cè)力原理是根據(jù)胡克定律，即F*F*kx,故彈簧秤的刻度是均

勻的，構(gòu)造如圖。

(2)保養(yǎng)

①測(cè)力計(jì)不能超過(guò)彈簧秤的量程。

②測(cè)量前要注意檢查彈簧秤是否需要調(diào)零，方法是將彈簧秤豎直掛起來(lái)，如其指針不指

零位，就需要調(diào)零，一般是通過(guò)移動(dòng)指針來(lái)調(diào)零。

③被測(cè)力的方向應(yīng)與彈簧秤軸線方向一致。

④讀數(shù)時(shí)應(yīng)正對(duì)平視。

⑤測(cè)量時(shí)，除讀出彈簧秤上最小刻度所表示的數(shù)值外，還要估讀一位。

⑥一次測(cè)量時(shí)間不宜過(guò)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(yàn)彈簧秤是否已損壞。

3、力的圖示

實(shí)驗(yàn)儀器：刻度尺、圓規(guī)

4、重力的產(chǎn)生及方向

▼▼實(shí)驗(yàn)儀器：小球、重錘、斜面

教師操作：向上拋出小球，小球總是會(huì)落到地面。

教師操作：小球在桌上滾到桌邊后總是會(huì)落到地面。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：地球?qū)λ浇囊磺形矬w都有力的作用，地球?qū)λ車(chē)奈矬w都有吸引的作

用。

教師操作：觀察重錘線掛起靜止時(shí)，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(shí)驗(yàn)結(jié)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(zhì)量的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)儀器：彈簧秤、鉤碼(100gX3只)

教師操作：將質(zhì)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(shù)據(jù)記在表格中，做出相應(yīng)計(jì)算。

質(zhì)量m(kg)重力G(N)重力與質(zhì)量的比g(N/kg)

0.1

0.2

0.3

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體的質(zhì)量增大幾倍，重力也增大幾倍，即物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正

比，這個(gè)比值始終是9.8N/kg。

6、懸掛法測(cè)重心

實(shí)驗(yàn)儀器：三角板、懸線、不規(guī)則形狀薄板（人字形梯子、繩子）

則物體懸掛起來(lái)；在B點(diǎn)將不規(guī)則物體懸掛起來(lái)，兩次重錘線的交點(diǎn)即是重心。

（若條件許可，可用梯子、繩子測(cè)出人的重心位置。）

7、重心位置會(huì)發(fā)生改變

實(shí)驗(yàn)儀器：100元面值人民幣

學(xué)生游戲：人民幣放于墻附近，學(xué)生5?6人，腳跟、屁股不離墻，腿不打彎，誰(shuí)夠到100

元就歸誰(shuí)。

游戲結(jié)論：沒(méi)有人能夠完成這個(gè)動(dòng)作一一重心前移，屁股頂在墻上不能后撤，人會(huì)向前

教師操作：先沿短軸方向捏壓玻璃瓶，細(xì)管中水面上升，后沿玻璃瓶長(zhǎng)

軸方向捏壓，細(xì)管中水面不但沒(méi)有上升，反而還下降了。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：說(shuō)明玻璃瓶容積改變，發(fā)生了形變。

教師操作：激光通過(guò)二平面鏡的反射，射在白墻上，在桌面加力。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：反射光向下移動(dòng)，說(shuō)明兩平面鏡向中間傾斜，桌面發(fā)生形變。

9、胡克定律——彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系(學(xué)生實(shí)驗(yàn))

實(shí)驗(yàn)儀器：彈簧(不同的多根)、直尺、鉤碼(一盒)、細(xì)繩、定滑輪

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾剿鲝椓εc彈簧伸長(zhǎng)的定量關(guān)系，并學(xué)習(xí)所用的科學(xué)方法。

實(shí)驗(yàn)原理：彈簧受到拉力會(huì)伸長(zhǎng)，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力和外力大小相等。這樣彈力的

大小可以通過(guò)測(cè)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(zhǎng)可用直

尺測(cè)出。多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，用列表或作圖的方法探索出彈力和彈簧伸長(zhǎng)的定量關(guān)系。

學(xué)生操作：

(1)用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)1。。

(2)將彈簧一端固定，另一端用細(xì)繩連接，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪后，下面掛上鉤碼，待彈簧

平衡后，記錄下彈簧的長(zhǎng)度及鉤碼的重量。改變鉤碼的質(zhì)量，再讀出幾組數(shù)據(jù)。

1234567

彈簧原長(zhǎng)h(cm)

鉤碼重量F(N)

彈簧現(xiàn)長(zhǎng)1(cm)

彈簧伸長(zhǎng)量x(cm)

(3)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫(huà)出F-x圖像。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長(zhǎng)量與受到的拉力成正比。

jA

實(shí)驗(yàn)儀器：摩擦計(jì)(J2109)、彈簧測(cè)力計(jì)、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(cè)力計(jì)牽引摩擦塊，可測(cè)得最

大靜摩擦力，待勻速拉動(dòng)后，可測(cè)得滑動(dòng)摩擦力。

教師操作：改變摩擦面和在摩擦塊上加祛碼重做上邊實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可驗(yàn)證摩擦力與正壓力和摩擦系數(shù)有關(guān)，與摩擦面大小無(wú)關(guān)。

10、摩擦系數(shù)

摩擦計(jì)擦2109)、軌道小車(chē)(J2108)、鉤碼摩2106)、祛碼、祛碼盤(pán)、坐標(biāo)紙、長(zhǎng)毛巾、

棉布、玻璃板、測(cè)力計(jì)(J2104)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步明確決定滑動(dòng)摩擦力大小的因素，掌握測(cè)定滑動(dòng)摩擦系數(shù)的

原理和方法。

實(shí)驗(yàn)原理：一個(gè)物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體所受的滑動(dòng)摩擦力與外界施加

的水平拉力是一對(duì)平衡力。測(cè)出物體所受的水平拉力即可求得水平面對(duì)物體的摩擦力，由

f=uN即可求出物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)。

A

教師操作：

(1)將一端裝有定滑輪的長(zhǎng)木板放在水平桌面上，調(diào)節(jié)木板成水平狀態(tài)。

(2)用測(cè)力計(jì)稱(chēng)出摩擦塊所受的重力，將摩擦塊放在長(zhǎng)木板上，用細(xì)線將摩擦塊跨過(guò)滑

輪與祛碼盤(pán)相連，如圖。注意調(diào)整滑輪的高度，使線與木板表面平行。

(3)逐漸在祛碼盤(pán)中加祛碼，直到用手推動(dòng)一下摩擦塊后，摩擦塊能在木板上做勻速直

線運(yùn)動(dòng)為止。稱(chēng)出祛碼盤(pán)和祛碼的總重，即求出此時(shí)雁擦塊所受的摩擦力f(應(yīng)重復(fù)幾次求

平均值)。摩擦塊對(duì)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(duì)木板

的壓力N,重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)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

(2,f3,……，將以上結(jié)果填入下面的表格中。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)壓力N(N)摩擦力f(N)

1

12平均值

3

1

22平均值

3

1

32平均值

3

1

42平均值

3

1

52平均值

3

(5)以滑動(dòng)摩擦力f為縱坐標(biāo)，壓力N為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描出滑動(dòng)摩擦力與正壓力

之間的關(guān)系圖象(圖象應(yīng)為過(guò)原點(diǎn)的直線)。

(6)求出圖象的斜率1<=18@,此即摩擦塊與木板之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)N。

(7)在長(zhǎng)木板上依次鋪上長(zhǎng)毛巾、棉布、玻璃板，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)方法(3),確定在壓力相

同的情況下，摩擦塊所受滑動(dòng)摩擦力與接觸材料表面情況之間的關(guān)系。

(8)在以上實(shí)驗(yàn)中，將摩擦塊由平放改為側(cè)放，即改變摩擦塊與木板接觸面積的大小，

測(cè)出相應(yīng)的滑動(dòng)摩擦力，觀測(cè)在壓力和接觸面情況相同的條件下，滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸

面積有無(wú)關(guān)系。測(cè)定時(shí)每次都應(yīng)使拉線與水平木板表面平行。

11、滑動(dòng)摩擦力與滾動(dòng)摩擦力比較

實(shí)驗(yàn)儀器：帶軸的滾輪、摩擦板、彈簧測(cè)力計(jì)

教師操作：將摩擦板水平放置平穩(wěn)，固定滾輪不讓滾動(dòng)，置于摩擦板上，用測(cè)力計(jì)牽引

滾輪，待勻速拉動(dòng)后，可測(cè)得滑動(dòng)摩擦力；取消固定讓滾輪滾動(dòng)，待勻速拉動(dòng)后，可測(cè)得滾

動(dòng)摩擦力。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過(guò)比較數(shù)據(jù)，可驗(yàn)證滾動(dòng)摩擦力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑動(dòng)摩擦力。

六.力的合成和分解

1、共點(diǎn)力的合成與分解

實(shí)驗(yàn)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(diào)整位置和選配鉤碼個(gè)數(shù)；把

匯力環(huán)上部連接的測(cè)力計(jì)由引力器拉引來(lái)調(diào)節(jié)角度，并還要調(diào)節(jié)拉引力距離，使匯力環(huán)懸空，

目測(cè)與坐標(biāo)盤(pán)同心；改變分力夾角，重做上邊實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：此時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)就是合力的大小；分力夾角越小合力越大，分力夾角趨于

180度時(shí)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0點(diǎn)孔套在坐標(biāo)盤(pán)中心桿上，調(diào)整平行四邊形重合實(shí)驗(yàn)

所形成四邊形，用緊固螺帽壓緊，學(xué)生可直觀的在演示器上看出矢量作圖。

2、驗(yàn)證力的平行四邊形定則（學(xué)生實(shí)驗(yàn)）

實(shí)驗(yàn)儀器：方木板、白紙、橡皮筋、細(xì)繩套2根、平板測(cè)力計(jì)2只、刻度尺、量角器、鉛

筆、圖釘3-5個(gè)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力合成的平行四邊形定則。

實(shí)驗(yàn)原理:一個(gè)力F的作用效果與兩個(gè)共點(diǎn)力3和%的共點(diǎn)作用效果都是把橡皮筋拉伸

到某點(diǎn)，所以F為R和色的合力。做出F的圖示，再根據(jù)平行四邊形定則做出B和L的合力

F'的圖不，比較F'和F是否大小相等，方向相同。

學(xué)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(xì)

繩套。

(2)用兩只測(cè)力計(jì)沿不同方向拉細(xì)繩套，記下橡皮筋伸長(zhǎng)到的位置0,兩只測(cè)力計(jì)的方

向及讀數(shù)3、做出兩個(gè)力的圖示，以?xún)蓚€(gè)力為臨邊做平行四邊形，對(duì)角線即為理論上的

合力F',量出它的大小。

(3)只用一只測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套，將橡皮筋拉到0,記下測(cè)力計(jì)方向及讀數(shù)F,做出它的

圖示。

(3)比較F'與F的大小與方向。

(4)改變兩個(gè)力R、艮的大小和夾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在誤差允許范圍內(nèi)，證明了平行四邊形定則成立。

注意事項(xiàng)：

(1)同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法是：將兩只彈簧測(cè)力計(jì)鉤好后對(duì)拉，若兩

只彈簧測(cè)力計(jì)在拉的過(guò)程中讀數(shù)相同，則可選，若不同，應(yīng)另?yè)Q，直到相同為止；使用時(shí)彈

簧測(cè)力計(jì)與板面平行。

(2)在滿足合力不超過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)量程及橡皮筋形變不超過(guò)彈性限度的條件下，應(yīng)使拉

力盡量大一些，以減小誤差。

(3)畫(huà)力的圖示時(shí)，應(yīng)選定恰當(dāng)?shù)臉?biāo)度，盡量使圖畫(huà)得大一?些，但也不要太大而畫(huà)出紙

外；要嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作圖。

(4)在同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉長(zhǎng)后的節(jié)點(diǎn)0位置一定要相同。

(5)由作圖法得到的F和實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的F'不可能完全符合，但在誤差允許范圍內(nèi)可

認(rèn)為是F和F'符合即可。

誤差分析：

(1)本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來(lái)源——彈簧秤本身的誤差、讀數(shù)誤差、

作圖誤差。

(2)減小誤差的方法——讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視，要按有效數(shù)字

正確讀數(shù)和記錄，兩個(gè)力的對(duì)邊一定要平行；兩個(gè)分力F,、H間夾角

0越大，用平行四邊形作圖得出的合力F'的誤差A(yù)F也越大，所以

實(shí)驗(yàn)中不要把。取得太大。

3、研究有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡條件

實(shí)驗(yàn)儀器：力矩盤(pán)(J2124型)、方座支架(J1102型)、鉤碼

(J2106M),杠桿(J2119型)、測(cè)力計(jì)(J2104型)、三角板、直別針若干

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)研究有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體在外力作用下平衡的條件，進(jìn)一步明確力

矩的概念。

教師操作：

(1)將力矩盤(pán)和一橫桿安裝在支架上，使盤(pán)可繞水平軸自由靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)盤(pán)面使其

在豎直平面內(nèi)。在盤(pán)面上貼一張白紙。

(2)取四根直別針，將四根細(xì)線固定在盤(pán)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(xì)繩的末端掛上不同質(zhì)量的鉤碼，第四根細(xì)繩掛上測(cè)力計(jì)，測(cè)力計(jì)的另一端

掛在橫桿上，使它對(duì)盤(pán)的拉力斜向上方。持力矩盤(pán)靜止后，在白紙上標(biāo)出各懸線的懸點(diǎn)(即

直別針的位置)和懸線的方向，即作用在力矩盤(pán)上各力的作用點(diǎn)和方向。標(biāo)出力矩盤(pán)軸心的

位置。

(4)取下白紙，量出各力的力臂L的長(zhǎng)度，將各力的大小F與對(duì)應(yīng)的力臂值記在下面表

格內(nèi)(填寫(xiě)時(shí)應(yīng)注明力矩M的正、負(fù)號(hào)，順時(shí)針?lè)较虻牧貫樨?fù)，反時(shí)針?lè)较虻牧貫檎?。

(5)改變各力的作用點(diǎn)和大小，重復(fù)以上的實(shí)驗(yàn)。

次數(shù)F(N)L(m)M(N?m)ZM(N?m)

1

2

3

注意事項(xiàng):

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)不應(yīng)使力矩盤(pán)向后仰，否則懸線要與盤(pán)的下邊沿發(fā)生摩擦，增大實(shí)驗(yàn)誤差。

為使力矩盤(pán)能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，必要時(shí)可在軸上加少許潤(rùn)滑油。

(2)測(cè)力計(jì)的拉力不能向下，否則將會(huì)由于測(cè)力計(jì)本身所受的重力而產(chǎn)生誤差。測(cè)力計(jì)

如果處于水平，彈簧和秤殼之間的摩擦也會(huì)影響結(jié)果。

(3)有的力矩盤(pán)上畫(huà)有一組同心圓，須注意只有受力方向與懸點(diǎn)所在的圓周相切時(shí)，圓

半徑才等于力臂的大小二?般情況下，力臂只能通過(guò)從轉(zhuǎn)軸到力的作用線的垂直距離來(lái)測(cè)量。

4、共點(diǎn)力作用下物體的平衡

實(shí)驗(yàn)儀器：方木板、白紙、圖釘、橡皮條、測(cè)力計(jì)3個(gè)(J2104型)、細(xì)線、直尺和三角板、

小鐵環(huán)(直徑為5毫米的螺母即可)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)掌握利用力的平行四邊形定則解決共點(diǎn)力的平衡條件等問(wèn)題的方

法，從而加深對(duì)共點(diǎn)力的平衡條件的認(rèn)識(shí)。

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(xì)線將三個(gè)測(cè)力計(jì)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(gè)測(cè)力計(jì)，沿兩個(gè)不同的方向拉另外兩個(gè)測(cè)力計(jì)。

平衡后，讀出測(cè)力計(jì)上拉力的大小R、Fz、F3,并在紙上按一定的標(biāo)度，用有向線段畫(huà)出三

個(gè)力B、旭、F：)?把這三個(gè)有向線段廷長(zhǎng)，其延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)，說(shuō)明這三個(gè)力是共點(diǎn)力。

(3)去掉測(cè)力計(jì)和小鐵環(huán)。沿力的作用線方向移動(dòng)三個(gè)有向線段，使其始端交于一點(diǎn)0,

按平行四邊形定則求出F.fll&的合力口」皎￡和F：i,在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)它們的大小相等、

方向相反，是一對(duì)平衡力，即它們的合力為零。由此可以得出％、F2、J的合力為零是物體

平衡的條件，如果有更多的測(cè)力計(jì)，可以用細(xì)線將幾個(gè)測(cè)力計(jì)與小鐵環(huán)相連，照步驟2、3

那樣，畫(huà)出這些作用在小鐵環(huán)上的力F,、七、Fs、F,……，它們?nèi)允枪颤c(diǎn)力，其合力仍為零,

從而得出多個(gè)共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件也是合力等于零。

注意事項(xiàng):

(1)實(shí)驗(yàn)中所說(shuō)的共點(diǎn)力是在同一平面內(nèi)的，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使各個(gè)力都與木板平行，且

與木板的距離相等。

(2)實(shí)驗(yàn)中方木板應(yīng)處于水平位置，避免重力的影響，否則實(shí)驗(yàn)的誤差會(huì)增大。

七.直線運(yùn)動(dòng)1

7.1描述運(yùn)動(dòng)的基本概念勻速運(yùn)動(dòng)

1、時(shí)間與時(shí)刻

實(shí)驗(yàn)儀器：作息時(shí)間表、停表、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

停表(秒表)：

11----

405

(1)構(gòu)造

①外殼按鈕——使指針啟動(dòng)、停止和回零。

②表盤(pán)刻度——如圖所示，長(zhǎng)針是秒針指示大圓周的刻度，其最小分度一般是o.1S,秒

針轉(zhuǎn)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(jiàn)為0.5min。

(2)使用方法首先要上好發(fā)條，它上端的按鈕用來(lái)開(kāi)啟和止動(dòng)秒表。

(3)讀數(shù)方法所測(cè)時(shí)間超過(guò)0.5min時(shí)，0.5min的整數(shù)倍部分由分針讀出，不足0.5min

的部分由秒針讀出，總時(shí)間為兩針示數(shù)之和。

(4)注意事項(xiàng)

①檢查秒表零點(diǎn)是否準(zhǔn)確。如不準(zhǔn)，應(yīng)記下其讀數(shù)，并對(duì)讀數(shù)作修正。

②實(shí)驗(yàn)中切勿碰摔秒表，以免震壞。

③實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)讓秒表繼續(xù)走動(dòng)，使發(fā)條完全放松。

④對(duì)秒表讀數(shù)時(shí)一般不估讀，因?yàn)闄C(jī)械表采用的齒輪傳動(dòng)，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(shí)間。

2.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：

(1)調(diào)節(jié)和固定

電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用時(shí)應(yīng)先固定。它的底座上有兩條凹槽，可用臺(tái)夾將它固定在實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)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(dú)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，也可用臺(tái)夾將它固定在鐵支架的支桿上。

把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接入50赫6伏的正弦交流電源(J1202型或J1202-1型學(xué)生電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)

器在4?6伏范圍內(nèi)能正常工作)，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作，觀察振動(dòng)片的振動(dòng)是否均勻。如

果振動(dòng)不均勻，可調(diào)節(jié)振動(dòng)片的調(diào)節(jié)螺母，直到打點(diǎn)均勻有力，聲音清晰、不拖尾巴。表示

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器已能正常工作。然后關(guān)閉電源。

給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器裝上復(fù)寫(xiě)紙片，移動(dòng)復(fù)寫(xiě)紙的轉(zhuǎn)軸，使復(fù)寫(xiě)紙壓入壓紙框架下。從紙帶限

位孔穿入紙帶，經(jīng)復(fù)寫(xiě)紙下從另一限位孔穿出。

接上電源，使打點(diǎn)針工作，調(diào)節(jié)打點(diǎn)針的高低，以剛好能在紙上打出點(diǎn)為準(zhǔn)，盡量減少

打點(diǎn)針與打點(diǎn)紙帶的接觸時(shí)間。

(2)構(gòu)造和原理

“203型電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為磁電式結(jié)如甘珈誣*n圖。當(dāng)線圈通以50赫的交流電時(shí)，線圈產(chǎn)

生的交變磁場(chǎng)使振動(dòng)片(由彈簧鋼制成)磁化，振動(dòng)片的一端位于永久磁鐵的磁場(chǎng)中。由于振

動(dòng)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(chǎng)作用下，振動(dòng)片將上下振動(dòng),

其振動(dòng)周期與線圈中的電流變化周期一致，即為0.02秒。圖為半個(gè)周期時(shí)的情況。

永久詆鐵打點(diǎn)針

振動(dòng)片的一端裝有打點(diǎn)針，當(dāng)紙帶從針尖下通過(guò)時(shí)。便打上一系列點(diǎn)，相鄰點(diǎn)之間對(duì)應(yīng)的時(shí)

間為0.02秒。5個(gè)間距對(duì)應(yīng)的時(shí)間為0.10秒。

(3)頻率檢查

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)精度主要由振動(dòng)片的振動(dòng)頻率所決定。由于振動(dòng)、碰撞等原因可能使

打點(diǎn)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(shí)驗(yàn)前

可檢查其頻率是否正常。這里介紹用示波器檢查打點(diǎn)頻率的方法。

將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的線圈接入6伏交流電源，振動(dòng)片接示波器的“y輸入”（不能使用旋松緊

固螺釘或夾在振動(dòng)片上的方法連結(jié)，可用導(dǎo)線繞在振動(dòng)片的固定螺釘上，避免影響振動(dòng)頻

率），限位板接示波器的“接地”端，如圖。當(dāng)打點(diǎn)針與限位板不接觸時(shí)，示波器y輸入上

就有一個(gè)感應(yīng)交流電壓的正弦信號(hào)輸入；當(dāng)打點(diǎn)針與限位板接觸時(shí)，y輸入電壓為零，因此

在正弦波上留下一個(gè)缺口。若打點(diǎn)器的振動(dòng)頻率穩(wěn)定，打點(diǎn)針與限位板碰擊的時(shí)機(jī)相同，則

正弦波上的缺口位置始終一致；若打點(diǎn)器的振動(dòng)不穩(wěn)定，打點(diǎn)針與限位板碰擊時(shí)機(jī)不等，各

次缺口出現(xiàn)的位置不同，由于視覺(jué)暫留的作用，正弦波看來(lái)就會(huì)有兩個(gè)缺口，這時(shí)打點(diǎn)紙帶

上會(huì)出現(xiàn)重復(fù)性的“雙點(diǎn)”。仔細(xì)調(diào)節(jié)振動(dòng)片的固定螺釘，直到示波器顯示的正弦波只出現(xiàn)

一個(gè)缺口，打點(diǎn)器的振動(dòng)頻率就核準(zhǔn)好了。

（4）造成打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率不穩(wěn)或出現(xiàn)“雙點(diǎn)”的原因及解決辦法

①當(dāng)振動(dòng)片的固有頻率與電源頻率（50赫）相一致時(shí),振動(dòng)片便產(chǎn)生與電源頻率同步的振

動(dòng)，即發(fā)生共振，此時(shí)打點(diǎn)周期與電源周期-致。若振動(dòng)片的固有頻率偏離工作電源頻率，

就會(huì)出現(xiàn)打點(diǎn)周期不穩(wěn)的情形。振動(dòng)片的固有周期主要由它的長(zhǎng)度決定。所以可通過(guò)調(diào)節(jié)振

動(dòng)片的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整它的固有周期。松開(kāi)振動(dòng)片的固定螺釘，逐步改變振動(dòng)片的長(zhǎng)度，井觀察

振動(dòng)片的振幅，當(dāng)振幅最大時(shí)，表明振動(dòng)片的固有頻率與電源頻率?致。

②振動(dòng)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(huì)出現(xiàn)打點(diǎn)

周期不穩(wěn)的現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)振動(dòng)片周期不穩(wěn)，可松開(kāi)振動(dòng)片的緊固螺釘，改變墊片的厚度，使

振動(dòng)片位于正中間。

3.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：

電火花計(jì)時(shí)器的外形如圖所示，它可以代替電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用，也可以與簡(jiǎn)易電火花

描跡儀配套使用。

電源猛頭

使用時(shí)電源插頭直接插在交流220伏插座內(nèi)，將裁成圓片（直徑約38毫米）的墨粉紙盤(pán)的

中心孔套在紙盤(pán)軸上，將剪切整齊的兩條普通有光白紙帶（20X700mm2）從彈性卡和紙盤(pán)軸之

間的限位槽中穿過(guò)，并且要讓墨粉紙盤(pán)夾在兩條紙帶之間，這樣當(dāng)兩條紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，也能帶

動(dòng)墨粉紙盤(pán)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)按下脈沖輸出開(kāi)關(guān)時(shí)，放電火花不至于始終在墨粉紙盤(pán)的同一位置而影

響到點(diǎn)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(shí)驗(yàn)，例如在簡(jiǎn)易

電火花描跡儀的導(dǎo)軌上就是這樣放置的。還可以用兩條白紙帶夾著--條墨粉紙帶做實(shí)驗(yàn)；用

電火花計(jì)時(shí)器做測(cè)量自由落體的加速度實(shí)驗(yàn)就是這樣做的。墨粉紙可以使用比較長(zhǎng)的時(shí)間，

一條白紙帶也可以使用4次，從而降低了實(shí)驗(yàn)成本。

電火花計(jì)時(shí)器使用中運(yùn)動(dòng)阻力極小（這種極小阻力來(lái)自于紙帶運(yùn)動(dòng)的本身，而不是打點(diǎn)

產(chǎn)生的），因而系統(tǒng)誤差小，記時(shí)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(yuǎn)優(yōu)于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器），同時(shí)它的操作簡(jiǎn)易，學(xué)生使用安全可靠（脈沖

放電電流平均值不大于500微安）。

7.2、平均速度與瞬時(shí)速度

實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字計(jì)時(shí)器（J0201-CC）、氣墊導(dǎo)軌（J2125）、小型氣源（J2126）、水平尺、滑

快、擋光片

氣墊導(dǎo)軌：

（1）構(gòu)造

氣墊導(dǎo)軌是一種現(xiàn)代化的力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器。它利用小型氣源將壓縮空氣送入導(dǎo)軌內(nèi)腔。空

氣再由導(dǎo)軌表面上的小孔中噴出，在導(dǎo)軌表面與滑行器內(nèi)表面之間形成很薄的氣墊層?；?/p>

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(wú)阻力的直線運(yùn)動(dòng)，極大地減

小了以往在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中由于摩擦力引起的誤差。使實(shí)驗(yàn)結(jié)果接近理論值。配用數(shù)字計(jì)時(shí)器或

高壓電火花計(jì)時(shí)器記錄滑行器在氣軌上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，可以對(duì)多種力學(xué)物理量進(jìn)行測(cè)定，對(duì)力

學(xué)定律進(jìn)行驗(yàn)證。

氣墊導(dǎo)軌按其直線度是否可調(diào)分為普通式（不可調(diào)式）和可調(diào)式兩種型式。該產(chǎn)品以軌面

氏度為主參數(shù)。主參數(shù)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(xué)物理實(shí)驗(yàn)使用。氣墊導(dǎo)軌還可以按照其所需的工作壓強(qiáng)和滑行器質(zhì)量分為高氣壓、

重滑行器及低氣壓、輕滑行器兩類(lèi)。前者性能好，但價(jià)格略高，后者性能稍差，價(jià)格較低。

上圖中畫(huà)的氣軌為1200毫米、高氣壓可調(diào)式氣軌。

J2125-1型氣軌

上圖為J2125—1型氣墊導(dǎo)軌，它是另一種高氣壓、重滑行器、直線度可調(diào)式氣墊導(dǎo)軌。

J21252型飛軌

上圖為J2125—2型氣墊導(dǎo)軌，它是高氣壓、重滑行器、直線度不可調(diào)式氣墊導(dǎo)軌。氣墊導(dǎo)

軌實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)動(dòng)物體為滑行器(又稱(chēng)滑塊)，右圖為L(zhǎng)-QG—T-1200/5.8型氣墊導(dǎo)軌的滑行

器?；衅魃喜坑形鍡l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(guò)滑行器的質(zhì)心，在這兩條槽的兩端安裝碰撞器或掛鉤,

可使滑行器在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受外力通過(guò)質(zhì)心。在這兩條槽的中部加裝配重塊后滑行器的質(zhì)心

不會(huì)改變高度。

(2)保養(yǎng)

①氣墊導(dǎo)軌是一種精度較高的現(xiàn)代教學(xué)儀器。軌道面的直線度，粗糙度，滑行器內(nèi)角及

表面的平面度都有較高要求，切忌振動(dòng)、重壓。嚴(yán)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。

②實(shí)驗(yàn)前一定要檢查氣孔是否通暢，如有小孔被堵塞,滑行器運(yùn)動(dòng)到該處就會(huì)受到影響，

甚至?xí)Ｗ〔粍?dòng)。如有小孔被堵塞，應(yīng)該用細(xì)鋼絲（直徑小于0.5毫米）捅開(kāi)。

③滑行器的運(yùn)動(dòng)速度不宜過(guò)低，否則當(dāng)外界因素變化時(shí)（如室內(nèi)氣流量不穩(wěn)、壓力不均

時(shí)，會(huì)影響滑行器的運(yùn)動(dòng)）。一般來(lái)說(shuō)，滑行器的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)大于50厘米/秒。

④導(dǎo)軌使用時(shí)應(yīng)安放在結(jié)實(shí)、牢固的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。如實(shí)驗(yàn)臺(tái)單薄會(huì)影響導(dǎo)軌調(diào)水平。如欲

使導(dǎo)軌成斜面、可在調(diào)平螺釘下面加定高墊塊。

⑤導(dǎo)軌應(yīng)放于清潔干燥的環(huán)境中，長(zhǎng)期不用應(yīng)用塑料套遮蓋，防止灰塵。

（3）調(diào)平

氣軌在使用前應(yīng)調(diào)節(jié)軌面成水平。因?yàn)檐壝娌凰綍?huì)使滑行器所受的重力產(chǎn)生與導(dǎo)軌長(zhǎng)

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(huì)給滑行器以附

加的加速度，因而增加實(shí)驗(yàn)的誤差。氣軌的調(diào)平可按下列兩種方法之一進(jìn)行。

①靜態(tài)調(diào)平法

氣墊導(dǎo)軌的調(diào)平螺釘一般是按等腰三角形的三個(gè)頂點(diǎn)分布的。先調(diào)節(jié)位于三角形底邊兩

端的調(diào)平螺釘，使軌面在與長(zhǎng)度垂直方向上達(dá)到目視水平。然后向?qū)к壨?，將滑行器輕放

在軌面匕調(diào)節(jié)位于三角形頂點(diǎn)位置的螺釘，使滑行器在將要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)停住不

動(dòng)或無(wú)明顯移動(dòng)，則可認(rèn)為軌面已經(jīng)調(diào)平。注意在即將調(diào)平時(shí)要以很小的角度旋轉(zhuǎn)調(diào)平螺釘,

以免調(diào)節(jié)過(guò)量。

②動(dòng)態(tài)調(diào)平法

將兩個(gè)光電門(mén)按實(shí)驗(yàn)需要拉開(kāi)段距離安裝在導(dǎo)軌上，使其指針對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)軌上標(biāo)尺刻度。

把光電門(mén)線兩端的四芯插頭分別插入光電門(mén)架和計(jì)時(shí)器面板上的四芯插座中，將兩光電門(mén)和

計(jì)時(shí)器連通。開(kāi)啟計(jì)時(shí)器電源，使計(jì)時(shí)器能正常工作：將計(jì)時(shí)方式置于“計(jì)時(shí)I”，用手在

光電門(mén)處遮一下光，計(jì)時(shí)器能計(jì)下遮光時(shí)間即為正常；將計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)方式置于“計(jì)時(shí)n”，

用手在任一光電門(mén)處遮一下光，再在另一光電門(mén)處遮一下光，計(jì)時(shí)器能計(jì)下兩次遮光的時(shí)間

間隔為工作正常。計(jì)時(shí)器的時(shí)標(biāo)定為不大于1毫秒。

在滑行器中部安裝擋光片，接通氣源，將滑行器輕放在軌面上，使其運(yùn)動(dòng)起來(lái)。調(diào)整光

電門(mén)的位置，使其能被擋光片有效遮光，又不妨礙滑行器運(yùn)動(dòng)。置計(jì)時(shí)器為“計(jì)時(shí).n”計(jì)時(shí)

方式。讓滑行器從導(dǎo)軌一端向另一端運(yùn)動(dòng)，擋光片順序通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)。計(jì)時(shí)器分別計(jì)下?lián)?/p>

光片通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間。調(diào)節(jié)處于三角形頂點(diǎn)位置的調(diào)平螺釘，使計(jì)時(shí)器計(jì)下的兩次計(jì)

時(shí)值基本相等，使滑行器從另一端向相反方向運(yùn)動(dòng)，計(jì)時(shí)器的兩次計(jì)時(shí)值也基本相等，即可

認(rèn)為軌面已調(diào)平。

(4)滑塊質(zhì)心的調(diào)整

氣墊導(dǎo)軌的氣墊對(duì)滑行器有一定的“浮力”o這一力的方向向上并且過(guò)滑行器的幾何中

心。一般情況下滑行器的質(zhì)心也在其幾何中心。

所以，在軌面水平的條件下，滑行器應(yīng)能浮在軌面上不沿軌面左右移動(dòng)。但在使用氣軌

做實(shí)驗(yàn)時(shí)要在滑行器上安裝擋光片等附件。如果不注意，就改變了質(zhì)心位置，破壞滑行器所

受重力與浮力的平衡，浮力中心會(huì)離開(kāi)質(zhì)心一段距離。浮力會(huì)產(chǎn)生以質(zhì)心為軸的力矩，使滑

行器在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小的角度，形成了使滑行器沿軌面移動(dòng)的分力。

這時(shí)即使軌面已經(jīng)水平，滑行器仍不能浮在軌面上不動(dòng)。這時(shí)請(qǐng)沿長(zhǎng)度方向移動(dòng)滑行器上.所

安附件的位置，使裝上附件后滑行器的質(zhì)心叮沒(méi)裝附件時(shí)滑行器的質(zhì)心盡量重合。裝好附件

的滑行器也應(yīng)能浮在軌面上不動(dòng)。

A.直線運(yùn)動(dòng)2

支架

V固定套

1.數(shù)字計(jì)時(shí)器：

(1)構(gòu)造

數(shù)字計(jì)時(shí)器和光電門(mén)一起組成氣墊導(dǎo)軌的計(jì)時(shí)裝置。光電門(mén)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（被光照）狀態(tài)，在暗（光被遮）狀態(tài)時(shí)向數(shù)字計(jì)時(shí)器進(jìn)出脈沖訊號(hào)，觸發(fā)數(shù)字計(jì)時(shí)器計(jì)

時(shí)或停計(jì)。

J0201—1型數(shù)字計(jì)時(shí)器如圖。

計(jì)時(shí)器上的輸入插口I和II分別與兩個(gè)光電門(mén)相連接。計(jì)時(shí)開(kāi)關(guān)扳向“1ms”擋時(shí)數(shù)碼

管顯示計(jì)時(shí)值單位為毫秒，計(jì)時(shí)量程0—0.999秒；該開(kāi)關(guān)扳向“10ms”擋時(shí)，量程為0?0.09

秒。復(fù)位鍵又稱(chēng)清零鍵。用以清除上一次計(jì)數(shù)或計(jì)時(shí)的示數(shù)。

（2）J0201-CC型數(shù)字計(jì)時(shí)器工作狀態(tài)

①“C”——計(jì)數(shù)

用當(dāng)光片對(duì)任意一個(gè)光電門(mén)遮光?次，屏幕顯示即累加一次。

②“SJ——遮光計(jì)時(shí)

當(dāng)采用計(jì)時(shí)S聲寸，任一光電門(mén)遮光時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，遮光結(jié)束（露光）停止計(jì)時(shí).，屏幕依次顯

示出遮光次數(shù)和遮光時(shí)間.即圖甲中擋光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間?？蛇B續(xù)作1?255次時(shí)間，但

只存儲(chǔ)前10個(gè)數(shù)據(jù)。

③“Sz”——間隔時(shí)間

當(dāng)采用計(jì)時(shí)&時(shí)，任光電門(mén)第?次遮光時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。第二次遮光時(shí)停止計(jì)時(shí)，屏幕依次顯示出擋光間隔

和擋光間隔的時(shí)間，即圖乙中兩個(gè)擋光條先后通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)之間的時(shí)間間隔或擋光片的兩個(gè)邊M、N通過(guò)

一個(gè)光電門(mén)所用的時(shí)間。可連續(xù)作1?255次實(shí)驗(yàn)，只存儲(chǔ)前10個(gè)數(shù)據(jù)

甲

7

④“T”——測(cè)振子周期

用彈簧振子或單擺振子配合一個(gè)光電門(mén)和一個(gè)擋光片做實(shí)驗(yàn)?！巴Ｖ埂庇?jì)時(shí)后，屏幕依

次顯示n個(gè)振動(dòng)周期和1個(gè)n次振動(dòng)時(shí)間的總和。

⑤“a”——加速度

配合氣墊導(dǎo)軌、擋光框、兩個(gè)光電門(mén)作運(yùn)動(dòng)體的加速度試驗(yàn)。運(yùn)動(dòng)體上的擋光框通過(guò)兩

個(gè)光電門(mén)之后自動(dòng)進(jìn)入循環(huán)顯示一一擋光框通過(guò)第一個(gè)光電門(mén)的時(shí)間；擋光框通過(guò)第?個(gè)光

電門(mén)至第二個(gè)光電門(mén)之間的間隔時(shí)間：擋光框通過(guò)第二個(gè)光電門(mén)的時(shí)間；擋光框通過(guò)第一-個(gè)

光電門(mén)的速度；擋光框通過(guò)第二個(gè)光電門(mén)的速度；擋光框通過(guò)第一個(gè)光電門(mén)至第二個(gè)光電門(mén)

之間的運(yùn)動(dòng)加速度。

⑥“g”——測(cè)重力加速度

⑦“Col”——完全彈性碰撞實(shí)驗(yàn)

⑧"Sgl"---時(shí)標(biāo)輸出

(3)保養(yǎng)

①實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先調(diào)整發(fā)光器件和光敏器件的相對(duì)位置。如果二者沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)，數(shù)字計(jì)時(shí)器在

“SJ'計(jì)時(shí)方式下數(shù)碼管會(huì)不停地翻動(dòng)、不能計(jì)時(shí)。使發(fā)光器件的光束對(duì)準(zhǔn)光敏器件、計(jì)時(shí)

器的數(shù)碼管就不會(huì)再翻動(dòng)。手動(dòng)“復(fù)位”后顯示“0”，即可開(kāi)始遮光計(jì)時(shí)。

②數(shù)字計(jì)時(shí)器應(yīng)按電子儀器常規(guī)保養(yǎng)。維修時(shí)嚴(yán)禁帶電焊接，焊接時(shí)要將電烙鐵斷掉電

源，用余熱焊接。

2.小型氣源：

(1)構(gòu)造

小型氣源為氣墊導(dǎo)軌提供一定流量和壓強(qiáng)的空氣。

它由過(guò)濾器、離心式風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、波紋管、濾清器、減震彈簧等組成。工作時(shí)，電動(dòng)

機(jī)帶動(dòng)離心式風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，空氣從氣源的進(jìn)氣口進(jìn)入過(guò)濾器，進(jìn)入風(fēng)機(jī)后被壓縮成較高壓強(qiáng)的

氣體，經(jīng)過(guò)波紋管(能減少壓縮空氣噪聲)后進(jìn)入濾清器，清除空氣中的碳粉；(這些碳粉是

電動(dòng)機(jī)的碳刷產(chǎn)生的)，然后從氣源的出氣口經(jīng)過(guò)塑料蛇形軟管進(jìn)入氣墊導(dǎo)軌的型腔中。減

震彈簧能減少機(jī)械震動(dòng)產(chǎn)生的噪聲。

國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)大流量、高風(fēng)壓、無(wú)碳粉的低噪聲氣源，由于仍然使用整流子電機(jī)，氣源

使用一段時(shí)間后，需要取出濾清器，更換其中的泡沫塑料。

(2)保養(yǎng)

①為保持進(jìn)入氣源的空氣干凈清潔，實(shí)驗(yàn)時(shí)不要將氣源放在地上。為了不使氣源的振動(dòng)

影響滑行器的運(yùn)動(dòng)，也不要把氣源與氣軌放在同一實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。

②氣源連續(xù)使用一般不超過(guò)90分鐘。

③氣源要與導(dǎo)軌配套。高壓重滑行器的氣軌要用高壓氣源(壓強(qiáng)4—6千帕)，低壓輕滑行

器的氣軌用低壓氣源(壓強(qiáng)約0.3千帕)。

④使用以串激整流子電機(jī)為動(dòng)力的氣源，要定期更換碳刷。

教師操作：氣墊導(dǎo)軌保持水平(水平尺處于中心位置)；數(shù)字計(jì)時(shí)器選擇S2；用一只光電

門(mén)；用不同的擋光片(100mm,50mm,30mm)演示平均速度；當(dāng)擋光片寬度越來(lái)越小時(shí)，平均

速度趨近于瞬時(shí)速度。

3、勻速直線運(yùn)動(dòng)

實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字計(jì)時(shí)器器02數(shù)字C)、氣墊導(dǎo)軌(J2125數(shù)小型氣源(J2126)、水平尺、滑

快、擋光片(30mm)

教師操作：數(shù)字計(jì)時(shí)器選擇&；氣墊導(dǎo)軌保持水平；使用兩只光電門(mén)；用手輕推滑塊,

比較兩個(gè)光電門(mén)示數(shù)：根據(jù)v=計(jì)算速度，比較結(jié)果。

擋光片S光電門(mén)1光電門(mén)2

30mm11Vit2V2

8.1勻變速直線運(yùn)動(dòng)

1、加速度

實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字計(jì)時(shí)器(J02數(shù)-CC)、氣墊導(dǎo)軌(J2125)、小型氣源(J2126)、滑快、擋光

片(30mm)

教師操作：

(1)使導(dǎo)軌呈傾斜狀(通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲使右端略高于左端，使兩光電門(mén)之間的距離約30

厘米。接好計(jì)時(shí)器。計(jì)時(shí)器用S2擋。

(2)接通計(jì)時(shí)器電源，把滑行器(已插上擋光條)放在導(dǎo)軌上靠近右邊光電門(mén)處，接通氣

源電源，自由釋放滑行器。在滑行器撞擊到緩沖彈簧時(shí)立即關(guān)閉氣源。記下滑行器在兩光電

門(mén)間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和兩光電門(mén)之間的距離。記入記錄表中。使計(jì)時(shí)器置零。

(3)移動(dòng)左邊光電門(mén)門(mén)架改變計(jì)時(shí)距離(改變10厘米左右即可)，重復(fù)步驟(2)。如此繼續(xù),

多取幾組S、t數(shù)據(jù)，直至左邊光電門(mén)過(guò)于接近緩沖彈簧，不便于計(jì)時(shí)為止。

(4)根據(jù)所測(cè)S、t值，計(jì)算的值在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)是否為恒量。若是，則可求出其加速度的

平均值。

九.直線運(yùn)動(dòng)3

9.1、研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)

實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字計(jì)時(shí)器(J0201-CC)、氣墊導(dǎo)軌(J2125)、小型氣源(J2126)、滑快、擋光

片(30mm)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河脷鈮|導(dǎo)軌比較精確地測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的即時(shí)速度和加速度。

實(shí)驗(yàn)原理：物體(質(zhì)點(diǎn))過(guò)某點(diǎn)的即時(shí)速度等于物體經(jīng)該點(diǎn)時(shí)足夠小的位移(或足夠小的

時(shí)間)內(nèi)的平均速度的極限值。實(shí)驗(yàn)中位移AS在可能條件下盡量取小。測(cè)出通過(guò)AS所用的

時(shí)間△t,則所求得的平均速度v=就可認(rèn)為近似等于過(guò)該點(diǎn)的即時(shí)速度。

若實(shí)驗(yàn)測(cè)得物體在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中通過(guò)某兩點(diǎn)時(shí)的即時(shí)速度，再測(cè)得物體通過(guò)兩點(diǎn)所

用的時(shí)間t可以用公式a=求得其加速度。

教師操作：

(1)使氣墊導(dǎo)軌傾斜約1°以下。兩光電門(mén)分別放在位置A和&處，如圖?；衅髦糜贏

的右邊，并在其上插上擋光片。把光電門(mén)接在計(jì)時(shí)器匕計(jì)時(shí)器撥到“計(jì)時(shí)II”(S)擋。接

通計(jì)時(shí)器電源。

收小型氣源工作，給導(dǎo)軌通氣。讓滑行器自由下滑。從計(jì)時(shí)器上讀出滑行器經(jīng)過(guò)AAi

的時(shí)間At”在標(biāo)尺上讀出AAi之間的距離AS“求出滑行器在AAi這段位移中的平均速度。

(3)把Ai處的光電門(mén)移到k,A;t……，重復(fù)步驟2,分別測(cè)出對(duì)應(yīng)的平均速度

丫3……實(shí)驗(yàn)時(shí)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(shù)

據(jù)僅供參考)。

(5)為了近似求得此平均速度的極限值，可將計(jì)時(shí)器撥在“計(jì)時(shí)I”擋，讓滑行器從上

面實(shí)驗(yàn)中同一位置自由滑下通過(guò)A點(diǎn)，測(cè)出擋光條通過(guò)A點(diǎn)的時(shí)間A擋光條的有效寬度

ASA=30mni(BPL?),則可求得滑行器在擋光條遮光時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的平均速度。它是在我們的裝

置中可能取到的過(guò)A點(diǎn)的最小位移內(nèi)的平均速度，可近似認(rèn)為是過(guò)A點(diǎn)時(shí)的平均速度的極限

值，它接近滑行器過(guò)A點(diǎn)時(shí)的即時(shí)速度，見(jiàn)下表中最后一欄。

△s(m)0.4140.2600.1090.0570.0136

△t(s)2.561.780.860.480.12

V1M(m/s)0.1620.1460.1270.1200.113

(6)讓一個(gè)光電門(mén)仍置于A處，另一光電門(mén)重新移回&處。重復(fù)步驟(5)的操作。但此時(shí)

要注意記下?lián)豕鈼l通過(guò)A的時(shí)間t,、以及通過(guò)A和Ai的總時(shí)間t,可得擋光條通過(guò)Ai的時(shí)間

t,=t-tAo根據(jù)擋光條的有效遮光寬度AS,、，分別求出滑行器通過(guò)A及Al時(shí)的即時(shí)速度VA

=和VAi=。利用步驟(2)所測(cè)得的時(shí)間At”可求得a=。

9.2、測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度(學(xué)生實(shí)驗(yàn))

實(shí)驗(yàn)儀器:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流電源(電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一220V,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一4?6V)、

紙帶、小車(chē)、軌道、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

(1)掌握判斷物體是否作勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法。

(2)測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。

紙帶處理：

(1)“位移差”法判斷運(yùn)動(dòng)情況，設(shè)相鄰點(diǎn)之間的位移分別為Sl、S2、S3……

(A)若S2-S1=S3-S2=.......=Sn-S?-i=O,則物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

(B)若S2-S產(chǎn)S3-S產(chǎn)...=s?-sz=△s#0,則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。

(2)“逐差法”求加速度

a產(chǎn),a2=,@3二,

然后取平均值，即2=。

(3)“平均速度法”求速度

v?=。

(4)“圖像法”求加速度

由vn=,求出無(wú)數(shù)個(gè)點(diǎn)的速度，畫(huà)出v-t圖像，直線的斜率即加速度。

學(xué)生操作：

(1)把附有滑輪的軌道放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在軌道沒(méi)

有滑輪一端，連接好電路；再把細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上合適的鉤碼；把

紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車(chē)的后面(若是電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用兩個(gè)紙

帶分別從上下兩邊穿過(guò)墨粉紙盤(pán))。

(2)把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源后，放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打

點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下-?系列的點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)三次。

(3)從三條紙袋中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開(kāi)頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測(cè)量

的地方找一個(gè)開(kāi)始點(diǎn)，并把每打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間的單位，即T=0.02X5=0.Is,在選

好的開(kāi)始點(diǎn)下面記作0,第六點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)1,依次標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)2、3、4、5、6。兩相鄰計(jì)數(shù)

點(diǎn)間的距離用刻度尺測(cè)出分別記作Sl、S2……S6。

(4)求出a的平均值，它就是小車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。

注意事項(xiàng)：

(1)要在鉤碼落地處放置軟墊，防止撞壞鉤碼。

(2)小車(chē)的加速度宜適當(dāng)大些，可以減小長(zhǎng)度的測(cè)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(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。

(3)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)不要讓紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔摩擦。

(4)不要分段測(cè)量各段位移，應(yīng)盡可能的一次測(cè)量完畢(可先統(tǒng)一量出到記數(shù)起點(diǎn)0之間

的距離)。

9.3自由落體運(yùn)動(dòng)豎直上拋運(yùn)動(dòng)

1、阻力很小時(shí)不同物體同時(shí)下落

實(shí)驗(yàn)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(nèi)空氣抽出不同程度，觀察鋁片與羽毛的下落快慢。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：空氣阻力很小時(shí)(接近于真空)，鋁片與羽毛同時(shí)下落。

2、測(cè)重力加速度(1)

實(shí)驗(yàn)儀器：鐵架臺(tái)、鐵質(zhì)小球(直徑2—2.5厘米)、數(shù)字計(jì)時(shí)器(J0201-CC)、光電門(mén)2

個(gè)、米尺、學(xué)生電源、電磁鐵

教師操作：

(1)按圖將光電門(mén)A、B和電磁鐵安裝在鐵架臺(tái)上，調(diào)整它們的位置使三者在一條豎直線

內(nèi)。當(dāng)電磁鐵斷電釋放小球后，小球能順利通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)

(2)將數(shù)字計(jì)時(shí)器通電并調(diào)整光電門(mén)，當(dāng)光電門(mén)A光路被瞬間切斷時(shí)，即開(kāi)始計(jì)時(shí)；當(dāng)

光電門(mén)B的光路被瞬間切斷時(shí)，則停止計(jì)時(shí)。再接通電磁鐵電源吸住小球，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。切斷

電磁鐵電源，小球落下。此時(shí)計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間即為小球做自由落體運(yùn)動(dòng)通過(guò)兩光電門(mén)A、

B的時(shí)間At,實(shí)驗(yàn)連續(xù)做三次，然后取平均值。

(3)用米尺測(cè)出從小球開(kāi)始下落的位置到兩個(gè)光電門(mén)中心的距離兒、h2,由公式hi=gt5

2

和h2=gt2,

得△t=t2-t產(chǎn)-=(-)

△t2=(-)2,g=

由此就可算出所測(cè)的重力加速度。

注意事項(xiàng)：

(1)用電磁鐵釋放小球的缺點(diǎn)是，當(dāng)切斷電流后，電磁鐵的磁性消失需要一時(shí)間，鐵球

與電磁鐵鐵心可能有一些剩磁，都會(huì)使下落時(shí)間較實(shí)際值大，引起誤差。因此，上面介紹的

方法是測(cè)定小球通過(guò)兩光電門(mén)之間距離所用的時(shí)間。避免了測(cè)定小球開(kāi)始下落的時(shí)刻，這樣

就消除了上述誤差。

(2)測(cè)量小球從開(kāi)始下落的位置到兩個(gè)光電門(mén)中心的距離X、hz,應(yīng)該旦“，1、詡k頻兩

表面到兩個(gè)光電門(mén)中心的距離。而不是小球中心到光電門(mén)中心的距離，因?yàn)?/p>

表面隔斷光線時(shí)就立即開(kāi)始計(jì)時(shí)。為了提高精度，光電門(mén)的光束應(yīng)該調(diào)得較細(xì)，并適當(dāng)增大

兩光電門(mén)A、B間的距離，使時(shí)間測(cè)量的相對(duì)誤差減小。

3、測(cè)重力加速度(2)

實(shí)驗(yàn)儀器：鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(J0203型)、米尺、重錘、夾子、學(xué)生電源

教師操作：(1)將鐵架臺(tái)放于水平桌的邊沿，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定于支架的下端并位于豎直

平面內(nèi)。支架底座上放一重物以保持支架的穩(wěn)定。打點(diǎn)紙帶上端穿過(guò)計(jì)時(shí)器的限位孔，并用

夾子固定起來(lái)，下端通過(guò)夾子懸掛一重錘。

(2)接上電源，閉合開(kāi)關(guān)。待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后，放開(kāi)上面的夾子讓重錘帶著紙帶

自由下落。這時(shí)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下了一系列點(diǎn)。重復(fù)實(shí)驗(yàn)，可得幾條打點(diǎn)紙帶。

(3)在紙帶上選取5—6個(gè)點(diǎn)，分別求出打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打這幾個(gè)點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度及對(duì)應(yīng)

的時(shí)刻，把乘出的結(jié)果在坐標(biāo)紙上以t為橫坐標(biāo)，以v為縱坐標(biāo)，畫(huà)出各點(diǎn)。再根據(jù)這些點(diǎn)

畫(huà)直線，直線的斜率即為利用該紙帶測(cè)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)的重力加速度值。

十.牛頓第一定律牛頓第三定律

10.1慣性

1、慣性⑴

實(shí)驗(yàn)儀器：氣墊導(dǎo)軌(J2125)、小型氣源(J2126)、水平尺、滑塊、擋光片

教師操作：氣墊導(dǎo)軌保持水平：用手輕推滑塊，手離開(kāi)滑塊后，合外力為零，滑塊維持

實(shí)驗(yàn)儀器：木塊、小車(chē)

教師操作：突然使小車(chē)向前運(yùn)動(dòng)，小車(chē)上的木塊向后倒。

3、慣性(3)——判斷生蛋和熟蛋

實(shí)驗(yàn)儀器：生雞蛋、熟雞蛋、細(xì)繩2根

學(xué)生游戲：不敲碎蛋殼來(lái)判別一個(gè)蛋的生熟，你該怎么辦呢？

這兒?jiǎn)栴}的關(guān)鍵就在生蛋和熟蛋的旋轉(zhuǎn)情形不一樣。這一點(diǎn)就可以用來(lái)解決我們

的問(wèn)題。把要判別的蛋放到只平底盤(pán)h,用兩只手指使它旋轉(zhuǎn)。這個(gè)蛋如果是煮熟的(特

別是煮得很“老”的)，那么它旋轉(zhuǎn)起來(lái)就會(huì)比生蛋快得多，而且轉(zhuǎn)得時(shí)間久。生蛋呢，卻

甚至轉(zhuǎn)動(dòng)不起來(lái)。而煮得“老”的熟蛋，旋轉(zhuǎn)起來(lái)快得使你只看到一片白影，它甚至能夠自

動(dòng)在它尖的一端上豎立起來(lái)。

這兩個(gè)現(xiàn)象的原因是，熟透的蛋已經(jīng)變成一個(gè)實(shí)心的整體