力學實驗復習

1、力學實驗復習主要內(nèi)容：1、互成角度的兩個共點力的合成2、測定勻變速直線運動的加速度（含練習使用打點計時器）3、研究平拋物體的運動4、驗證機械能守恒定律5、碰撞中的動量守恒6、用單擺測定重力加速度一、基本儀器的使用1、測長度名稱備考要點刻度尺估讀到最小刻度的下一位游標卡尺（1） 認清游標卡尺的精確度K=Y/N=1/N（mm）（N為游標尺的方格總數(shù)）（2） 游標卡尺的測量值=從主尺讀出的整數(shù)+n*精確度注：主尺上讀取毫米整數(shù)；游標尺第n條刻度劃線與主尺某刻度線對齊，即為毫米下的小數(shù)（3）游標卡尺使用時不論多少分度都不用估讀。（注意：20分度的游標卡尺。讀數(shù)末位數(shù)字一定是0或5。若游標卡尺上任何一格

2、均未與主尺的刻度線重合，選擇較近的一條刻線讀數(shù)。螺旋測微器（1） 原理：旋鈕旋轉(zhuǎn)一圈，螺桿前進或后退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量的微小距離用圓周上的點移動較大的距離表示出來（機械放大原理）（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)時按準確到0.01mm，估讀到0.001mm2、測時間：名稱備考要點秒表實際操作 正確讀數(shù)打點計時器1. 打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，當電源頻率為50hz時，它每隔0.02s打一次點。電磁打點計時器工作電壓4v6v電火花打點計時器工作電壓20v2.注意打點計時器在不同實驗中

3、的使用方法3、測質(zhì)量天平4、測力彈簧秤原理：胡克定律及二力平衡原理校正零點，認清量程與最小刻度，正確使用與讀數(shù)二、實驗分類1、測量性實驗（1）直接測量：利用上面的測量儀器測量長度、時間、質(zhì)量、力（2）間接測量 這類實驗以某一原理或物理規(guī)律（公式）為依據(jù)，通過測量相關(guān)的物理量，從而實現(xiàn)測定某個（或某些）物理量或物理常數(shù)為實驗目的。序號名稱備考重點1測量勻變速直線運動的加速度測加速度的方法，測速度的方法；數(shù)據(jù)處理方法：公式法和圖象法2測量平拋運動初速度初速度測量的理論依據(jù)；時間的間接測量3用單擺測定重力加速度擺長的確定與測量；累積法測周期的方法；計時起，終點位置的選擇；數(shù)據(jù)處理方法；公式法與圖象法

4、2、驗證性實驗序號名稱備考重點1驗證力的合成的平行四邊形定則驗證的方法；等效的要求2驗證機械能守恒速度的測量方法；運動起點的要求；阻力誤差的分析3驗證動量守恒對心碰撞的要求；用水平位移代替速度三、實驗內(nèi)容:1、互成角度的兩個共點力的合成實驗目的驗證力的合成的平行四邊形定則。實驗原理此實驗是要用互成角度的兩個力與一個力產(chǎn)生相同的效果（即：使橡皮條在某一方向伸長一定的長度），看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個力是否在實驗誤差允許范圍內(nèi)相等，如果在實驗誤差允許范圍內(nèi)相等，就驗證了力的平行四邊形定則。實驗器材木板一塊，白紙，圖釘若干，橡皮條一段，細繩套，彈簧秤兩個，三角板，刻度尺，鉛筆等。實驗步驟

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，用兩條細繩套結(jié)在橡皮條的另一端。3用兩個彈簧秤分別鉤住兩個細繩套，互成一定角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O（如圖所示）。4用鉛筆描下結(jié)點O的位置和兩個細繩套的方向，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只用一個彈簧秤，通過細繩套把橡皮條的結(jié)點拉到與前面相同的位置O，記下彈簧秤的讀數(shù)和細繩的方向。按同樣的比例用刻度尺從O點起做出這個彈簧秤的拉力F'的圖示。6比較F'與用平行四邊形定則求得

6、的合力F，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。7改變兩個分力F1和F2的大小和夾角。再重復實驗兩次，比較每次的F與F'是否在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等。注意事項1用彈簧秤測拉力時，應使拉力沿彈簧秤的軸線方向，橡皮條、彈簧秤和細繩套應位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。2同一次實驗中，橡皮條拉長后的結(jié)點位置O必須保持不變。2、測定勻變速直線運動的加速度（含練習使用打點計時器）實驗目的1練習使用打點計時器，學習利用打上點的紙帶研究物體的運動。2學習用打點計時器測定即時速度和加速度。實驗原理1打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，它每隔0.02s打一次點（由于電源頻率是50Hz），紙帶上的點表示的是與紙

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

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

9、紙帶，重復實驗三次。4選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭的比較密集的點子，確定好計數(shù)始點0，標明計數(shù)點，正確使用毫米刻度尺測量兩點間的距離，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各計數(shù)點對應的速度，作v-t圖線，求得直線的斜率即為物體運動的加速度。注意事項1紙帶打完后及時斷開電源。2小車的加速度應適當大一些，以能在紙帶上長約50cm的范圍內(nèi)清楚地取78個計數(shù)點為宜。3應區(qū)別計時器打出的軌跡點與人為選取的計數(shù)點，通常每隔4個軌跡點選1個計數(shù)點，選取的記數(shù)點不少于6個。4不要分段測量各段位移，可統(tǒng)一量出各計數(shù)點到計數(shù)起點0之間的距離，讀數(shù)時應估讀到毫米的下一位。3、研究平拋物體的運動實驗目的

10、1用實驗方法描出平拋物體的運動軌跡。2從實驗軌跡求平拋物體的初速度。實驗原理平拋物體的運動可以看作是兩個分運動的合運動：一是水平方向的勻速直線運動，另一個是豎直方向的自由落體運動。令小球做平拋運動，利用描跡法描出小球的運動軌跡，即小球做平拋運動的曲線，建立坐標系，測出曲線上的某一點的坐標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，即為小球做平拋運動的初速度。實驗器材斜槽，豎直固定在鐵架臺上的木板，白紙，圖釘，小球，有孔的卡片，刻度尺，重錘線。實驗步驟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，使在重復實驗的過程中，木板與斜槽的相對位置保持不變。3確定坐標原點O：把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時球心在圖板上的水平投影點O，O點即為坐標原點。4描繪運動軌跡：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個黑點，這就在白紙上記下了小球穿過孔時

12、球心所對應的位置。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動的軌跡。5計算初速度：以O(shè)點為原點畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸，并在曲線上選取A、B、C、D、E、F六個不同的點，用刻度尺和三角板測出它們的坐標x和y，用公式x=v0t和y= gt2計算出小球的初速度v0，最后計算出v0的平均值，并將有關(guān)數(shù)據(jù)記入表格內(nèi)。注意事項1實驗中必須保持通過斜槽末端點的切線水平，方木板必須處在豎直面內(nèi)且與小球運動軌跡所在的豎直平面平行，并使小球的運動靠近圖板但不接觸。2小球必須每次從斜槽上同一位置滾下。3

13、坐標原點（小球做平拋運動的起點）不是槽口的端點，應是小球在槽口時，球的球心在木板上的水平投影點。4要在平拋軌道上選取距O點遠些的點來計算球的初速度，這樣可使結(jié)果的誤差較小。4、驗證機械能守恒定律實驗目的驗證機械能守恒定律。實驗原理當物體自由下落時，只有重力做功，物體的重力勢能和動能互相轉(zhuǎn)化，機械能守恒。若某一時刻物體下落的瞬時速度為v，下落高度為h，則應有：mgh= mv2，借助打點計時器，測出重物某時刻的下落高度h和該時刻的瞬時速度v，即可驗證機械能是否守恒，實驗裝置如圖所示。測定第n點的瞬時速度的方法是：測出第n點的相鄰前、后兩段相等時間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。實驗器材鐵架臺（帶鐵夾），打點計時器，學生電源，導線，帶鐵夾的重綞，紙帶，米尺。實驗步驟1按如圖裝置把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導線把打點計時器與學生電源連接好。2把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好，另一端穿過計時器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘?？吭诖螯c計時器附近。3接通電源，松開紙帶，讓重錘自由下落。4重復幾次，得到35條打好點的紙帶。5在打好點的紙帶中挑選第一、二兩點間的距離接近2mm，且點跡清晰一條紙帶，在起始點標上0，以后各依次標上1，2，3，用刻度尺測出對應下落高度h1、h2、h3。6應用公式vn= 計算各點對應的即時速度v1、v2、v3。7計算各點對應的

15、勢能減少量mghn和動能的增加量 mvn2，進行比較。注意項事1打點計時器安裝時，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。2選用紙帶時應盡量挑第一、二點間距接近2mm的紙帶。3因不需要知道動能和勢能的具體數(shù)值，所以不需要測量重物的質(zhì)量。5、 碰撞中的動量守恒實驗目的研究在彈性碰撞的過程中，相互作用的物體系統(tǒng)動量守恒。實驗原理一個質(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動。由于兩小球下落的高度相同，所以它們的飛行時間相等，這樣如果用小球的飛行時間作時間單位，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，只要分別測出兩小球的質(zhì)

16、量m1、m2，和不放被碰小球時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在實驗誤差允許范圍內(nèi)與m1s1'+m2s2'相等，就驗證了兩小球碰撞前后總動量守恒。實驗器材碰撞實驗器（斜槽、重錘線），兩個半徑相等而質(zhì)量不等的小球；白紙；復寫紙；天平和砝碼；刻度尺，游標卡尺（選用），圓規(guī)等。實驗步驟1用天平測出兩個小球的質(zhì)量m1、m2。2安裝好實驗裝置，將斜槽固定在桌邊，并使斜槽末端點的切線水平。3在水平地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復寫紙。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10次，用圓規(guī)作盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面，圓心就是入射球不碰時的落地點的平均位置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處于同一水平高度，確保入射球運動到軌道出口端時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10次，仿步驟（5）求出入射小球的落點的平均位置M和被碰小球落點的平均位置N。8過O、N作一直線，取OO'=2r（可用游標卡尺測出一個小球的直徑，也可用刻度尺測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的長度。10分別算出m1· 與m1· +m2· 的值，看m1· 與m1· +m2· 在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。注意事項1應使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量。2要調(diào)節(jié)好實驗裝置，使固定在桌邊的斜槽末端點的切線水平，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。6、用單擺測定重力加速度實驗目的利用單擺測定當?shù)氐闹亓铀俣取嶒炘韱螖[在擺角小于5°時的振動是簡諧運動，其固有周期為T=2 ，由此可得g=_。據(jù)此，只要測出擺長l和周期T，即可計算出當?shù)氐闹亓铀俣戎怠嶒?/p>