高考物理知識點(diǎn)之實(shí)驗(yàn)與儀器使用

高考物理學(xué)問點(diǎn)之試驗(yàn)與儀器使用考試要點(diǎn)教學(xué)的根底。通過試驗(yàn)教學(xué)，幫助學(xué)生理解、把握物理學(xué)問，學(xué)會試驗(yàn)技能，儀器的使用和操作，學(xué)習(xí)物理學(xué)爭論問題的方法。物理試驗(yàn)的內(nèi)容，也是高考重要的組成局部。高考考察的試驗(yàn)互成角度的兩個共點(diǎn)力的合成練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器3.測定勻變速直線運(yùn)動的加速度驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律用單擺測定重力加速度測定金屬的電阻率〔同時練習(xí)使用螺旋測微器〕用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)電阻練習(xí)使用多用表測電阻測定玻璃的折射率用游標(biāo)卡尺觀看光的衍射現(xiàn)象〔同時練習(xí)使用游標(biāo)卡尺〕等具體試驗(yàn)1、力是物體之間的相互作用試驗(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。試驗(yàn)結(jié)論：力是物體對物體的作用。2、測量力的儀器試驗(yàn)儀器：彈簧秤(2只)彈簧秤：F=F=kx，故彈簧秤的刻度是均拉 彈勻的，構(gòu)造如圖。保養(yǎng)①測力計(jì)不能超過彈簧秤的量程。零位，就需要調(diào)零，一般是通過移動指針來調(diào)零。③被測力的方向應(yīng)與彈簧秤軸線方向全都。④讀數(shù)時應(yīng)正對平視。⑤測量時，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(yàn)彈簧秤是否已損壞。3、力的圖示試驗(yàn)儀器：刻度尺、圓規(guī)4、重力的產(chǎn)生及方向試驗(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。試驗(yàn)結(jié)論：地球?qū)λ闹艿囊磺形矬w都有力的作用，地球?qū)λ闹艿奈矬w都有吸引的作用。教師操作：觀看重錘線掛起靜止時，線的方向。教師操作：觀看重錘線的方向與水平桌面、斜面是否垂直。試驗(yàn)結(jié)論：重力的方向與水平面垂直且向下，而不是垂直物體外表對下。5、重力和質(zhì)量的關(guān)系試驗(yàn)儀器：彈簧秤、鉤碼(100g×3只)100g3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。m(kg)重力G(N)重力與質(zhì)量的比g(N/kg)0.10.20.39.8N/kg。6、懸掛法測重心試驗(yàn)儀器：三角板、懸線、不規(guī)章外形薄板(人字形梯子、繩子)AB點(diǎn)將不規(guī)章物體懸掛起來，兩次重錘線的交點(diǎn)即是重心。(假設(shè)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)生轉(zhuǎn)變試驗(yàn)儀器：100元面值人民幣學(xué)生玩耍：人民幣放于墻四周，學(xué)生5～6人，腳跟、屁股不離墻，腿不打彎，誰夠到100元就歸誰?！?。8、顯示微小形變試驗(yàn)儀器：平面鏡及支架(2組)(橢圓柱體型)細(xì)管中水面不但沒有上升，反而還下降了。試驗(yàn)結(jié)論：說明玻璃瓶容積轉(zhuǎn)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。試驗(yàn)結(jié)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、胡克定律——彈力和彈簧伸長的關(guān)系(學(xué)生試驗(yàn))試驗(yàn)儀器：彈簧(不同的多根)、直尺、鉤碼(一盒)、細(xì)繩、定滑輪試驗(yàn)?zāi)康模禾骄繌椓εc彈簧伸長的定量關(guān)系，并學(xué)習(xí)所用的科學(xué)方法。試驗(yàn)原理：彈簧受到拉力會伸長，平衡時彈簧產(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)；彈簧的伸長學(xué)生操作：(1)用直尺測出彈簧的原長l.0121234567彈簧原長l(cm)0鉤碼重量F(N)彈簧現(xiàn)長l(cm)彈簧伸長量x(cm)F-x圖像。試驗(yàn)結(jié)論：在彈性限度內(nèi)，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試驗(yàn)儀器：摩擦計(jì)(J2109)、彈簧測力計(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，用測力計(jì)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：轉(zhuǎn)變摩擦面和在摩擦塊上加砝碼重做上邊試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)論：通過試驗(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)，與摩擦面大小無關(guān)。11、摩擦系數(shù)摩擦計(jì)(J2109)、軌道小車(J2108)、鉤碼(J2106)、砝碼、砝碼盤、坐標(biāo)紙、長毛巾、棉布、玻璃板、測力計(jì)(J2104)原理和方法。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f＝μN(yùn)即可求出物體與水平面間的滑動摩擦系數(shù)。教師操作：將一端裝有定滑輪的長木板放在水平桌面上，調(diào)整木板成水平狀態(tài)。用測力計(jì)稱出摩擦塊所受的重力，將摩擦塊放在長木板上，用細(xì)線將摩擦塊跨過滑輪與砝碼盤相連，如圖。留意調(diào)整滑輪的高度，使線與木板外表平行。漸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f(應(yīng)重復(fù)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。50克、100克、150克、200克、250克鉤碼，即轉(zhuǎn)變摩擦塊對木板的壓力N，重復(fù)以上試驗(yàn)可覺察摩擦塊所受的摩擦力變大。分別登記摩擦塊所受的摩擦力f1，f2，f3，……，將以上結(jié)果填入下面的表格中。試驗(yàn)次數(shù)FN(N)f(N)112平均值3122平均值331平均值23142平均值3152平均值3以滑動摩擦力f為縱坐標(biāo)，壓力N為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描出滑動摩擦力與正壓力之間的關(guān)系圖象(圖象應(yīng)為過原點(diǎn)的直線)。求出圖象的斜率k＝tga，此即摩擦塊與木板之間的滑動摩擦系數(shù)。在長木板上依次鋪上長毛巾、棉布、玻璃板，重復(fù)以上試驗(yàn)方法(3)，確定在壓力一樣的狀況下，摩擦塊所受滑動摩擦力與接觸材料外表狀況之間的關(guān)系。在以上試驗(yàn)中，將摩擦塊由平放改為側(cè)放，即轉(zhuǎn)變摩擦塊與木板接觸面積的大小，面積有無關(guān)系。測定時每次都應(yīng)使拉線與水平木板外表平行。12、滑動摩擦力與滾動摩擦力比較試驗(yàn)儀器：帶軸的滾輪、摩擦板、彈簧測力計(jì)教師操作：將摩擦板水平放置平穩(wěn)，固定滾輪不讓滾動，置于取消固定讓滾輪滾動，待勻速拉動后，可測得滾動摩擦力。試驗(yàn)結(jié)論：通過比較數(shù)據(jù)，可驗(yàn)證滾動摩擦力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑動摩擦力。13、共點(diǎn)力的合成與分解試驗(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數(shù)；把匯力環(huán)上部連接的測力計(jì)由引力器拉引來調(diào)整角度，并還要調(diào)整拉引力距離，使匯力環(huán)懸空，目測與坐標(biāo)盤同心；轉(zhuǎn)變分力夾角，重做上邊試驗(yàn)。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(diǎn)孔套在坐標(biāo)盤中心桿上，調(diào)整平行四邊形重合試驗(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。14、驗(yàn)證力的平行四邊形定則(學(xué)生試驗(yàn))試驗(yàn)儀器：方木板、白紙、橡皮筋、細(xì)繩套22只、刻度尺、量角器、3-5個試驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證互成角度的兩個共點(diǎn)力合成的平行四邊形定則。試驗(yàn)原理：一個力F的作用效果與兩個共點(diǎn)力FF的共1 2點(diǎn)作用效果都是把橡皮筋拉伸到某點(diǎn)F為F1

和F的合力。2FFF1 2

Fˊ的圖示，比較FˊF是否大小相等，方向一樣。學(xué)生操作：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。用兩只測力計(jì)沿不同方向拉細(xì)繩套，登記橡皮筋伸長到的位置OF、F，做出兩個力的圖示，以兩個力為臨邊做平行四邊1 2形，對角線即為理論上的合力Fˊ，量出它的大小。OF，做出它的圖示。FˊF的大小與方向。轉(zhuǎn)變兩個力F、F的大小和夾角，重復(fù)試驗(yàn)兩次。1 2試驗(yàn)結(jié)論：在誤差允許范圍內(nèi)，證明白平行四邊形定則成立。留意事項(xiàng)：同一試驗(yàn)中的兩只彈簧測力計(jì)的選取方法是：將兩只彈簧測力計(jì)鉤好后對拉，假設(shè)兩只彈簧測力計(jì)在拉的過程中讀數(shù)一樣，則可選，假設(shè)不同，應(yīng)另換，直到一樣為止；使用時彈簧測力計(jì)與板面平行。在滿足合力不超過彈簧測力計(jì)量程及橡皮筋形變不超過彈性限度的條件下，應(yīng)使拉力盡量大一些，以減小誤差。畫力的圖示時，應(yīng)選定恰當(dāng)?shù)臉?biāo)度，盡量使圖畫得大一些，但也不要太大而畫出紙外；要嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作圖。在同一次試驗(yàn)中，橡皮筋拉長后的節(jié)點(diǎn)O位置肯定要一樣。由作圖法得到的F和試驗(yàn)測量得到的Fˊ不行能完全符合，但在誤差允許范圍內(nèi)可認(rèn)為是FFˊ符合即可。誤差分析：本試驗(yàn)誤差的主要來源——彈簧秤本身的誤差、讀數(shù)誤差、作圖誤差。減小誤差的方法——讀數(shù)時眼睛肯定要正視，要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄，兩個F、FθFˊ的1 2ΔF也越大，所以試驗(yàn)中不要把θ取得太大。15、爭論有固定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡條件試驗(yàn)儀器：力矩盤(J2124型)、方座支架(J1102型)、鉤碼(J2106M)、杠桿(J2119型)、測力計(jì)(J2104型)、三角板、直別針假設(shè)干矩的概念。教師操作：將力矩盤和一橫桿安裝在支架上，使盤可繞水平軸自由敏捷地轉(zhuǎn)動，調(diào)整盤面使其在豎直平面內(nèi)。在盤面上貼一張白紙。取四根直別針，將四根細(xì)線固定在盤面上，固定的位置可任意選定，但相互間距離不行取得太小。在三根細(xì)繩的末端掛上不同質(zhì)量的鉤碼，第四根細(xì)繩掛上測力計(jì)，測力計(jì)的另一端(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(diǎn)和方向。標(biāo)出力矩盤軸心的位置。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(yīng)的力臂值記在下面表格內(nèi)(填寫時應(yīng)注明力矩M)。轉(zhuǎn)變各力的作用點(diǎn)和大小，重復(fù)以上的試驗(yàn)。次數(shù)次數(shù)F(N)L(m)M(N·m)ΣM(N·m)123留意事項(xiàng)：試驗(yàn)時不應(yīng)使力矩盤向后仰，否則懸線要與盤的下邊沿發(fā)生摩擦，增大試驗(yàn)誤差。為使力矩盤能敏捷轉(zhuǎn)動，必要時可在軸上加少許潤滑油。測力計(jì)的拉力不能向下，否則將會由于測力計(jì)本身所受的重力而產(chǎn)生誤差。測力計(jì)假設(shè)處于水平，彈簧和秤殼之間的摩擦也會影響結(jié)果。有的力矩盤上畫有一組同心圓，須留意只有受力方向與懸點(diǎn)所在的圓周相切時，圓16、共點(diǎn)力作用下物體的平衡試驗(yàn)儀器：方木板、白紙、圖釘、橡皮條、測力計(jì)3個(J2104型)、細(xì)線、直尺和三角板、小鐵環(huán)(5毫米的螺母即可)從而加深對共點(diǎn)力的平衡條件的生疏。教師操作：鉤系在小鐵環(huán)上。將小鐵環(huán)放在方木板上，固定一個測力計(jì)，沿兩個不同的方向拉另外兩個測力計(jì)。平衡后，讀出測力計(jì)上拉力的大小F、F、F，并在紙上按肯定的標(biāo)1 2 3度，用有向線段畫出三個力F、F、F。把這三個有1 2 3向線段廷長，其延長線交于一點(diǎn)，說明這三個力是共點(diǎn)力。三個有向線段，使其始端交于一點(diǎn)O，按平行四邊形定則求出F和F的合力F 。比較F 和F，在試驗(yàn)1 2 12 12 3誤差范圍內(nèi)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F、F、F的1 2 3合力為零是物體平衡的條件，假設(shè)有更多的測力計(jì)，可以用細(xì)線將幾個測力計(jì)與小2、3那樣，畫出這些作用在小鐵環(huán)上的力F、F、F、F……，1 2 3 4它們?nèi)允枪颤c(diǎn)力，其合力仍為零，從而得出多個共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件也是合力等于零。留意事項(xiàng)：行，且與木板的距離相等。試驗(yàn)中方木板應(yīng)處于水平位置，避開重力的影響，否則試驗(yàn)的誤差會增大。描述運(yùn)動的根本概念勻速運(yùn)動1、時間與時刻試驗(yàn)儀器：作息時間表、停表、電磁打點(diǎn)計(jì)時器、電火花打點(diǎn)計(jì)時器停表(秒表)：構(gòu)造①外殼按鈕——使指針啟動、停頓和回零。②表盤刻度——0.1s，秒針轉(zhuǎn)一圈是30s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。0.5min時，0.5min0.5min的局部由秒針讀出，總時間為兩針示數(shù)之和。留意事項(xiàng)①檢查秒表零點(diǎn)是否準(zhǔn)確。如不準(zhǔn)，應(yīng)登記其讀數(shù)，并對讀數(shù)作修正。②試驗(yàn)中切勿碰摔秒表，以免震壞。③試驗(yàn)完畢，應(yīng)讓秒表連續(xù)走動，使發(fā)條完全放松。④對秒表讀數(shù)時一般不估讀，由于機(jī)械表承受的齒輪傳動，指針不行能停在兩小格之間，所以不能估讀出比最小刻度更短的時間。電磁打點(diǎn)計(jì)時器：調(diào)整和固定凹糟的方向全都。假設(shè)單獨(dú)使用打點(diǎn)計(jì)時器，也可用臺夾將它固定在鐵支架的支桿上。506伏的正弦溝通電源(J1202型或J1202－14～6伏范圍內(nèi)能正常工作)，讓打點(diǎn)計(jì)時器開頭工作，觀看振動片的振動是否均勻。假設(shè)振動不均勻，可調(diào)整振動片的調(diào)整螺母，直到打點(diǎn)均勻有力，聲音清楚、不拖尾巴。表示打點(diǎn)計(jì)時器已能正常工作。然后關(guān)閉電源。位孔穿入紙帶，經(jīng)復(fù)寫紙下從另一限位孔穿出。接上電源，使打點(diǎn)針工作，調(diào)整打點(diǎn)針的凹凸，以剛好能在紙上打出點(diǎn)為準(zhǔn)，盡量削減打點(diǎn)針與打點(diǎn)紙帶的接觸時間。構(gòu)造和原理J0203造如圖。當(dāng)線圈通以50赫的溝通電時，線圈產(chǎn)生的交變磁場使振動片(由彈簧鋼制成)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轉(zhuǎn)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期全都，即為0.02秒。圖為半個周期時的狀況。振動片的一端裝有打點(diǎn)針，當(dāng)紙帶從針尖下通過時。便打上一系列點(diǎn)，相鄰點(diǎn)之間對應(yīng)的時間為0.02秒。5個間距對應(yīng)的時間為0.10秒。頻率檢查打點(diǎn)頻率偏離正常范圍(包括消滅頻率偏移和頻率不穩(wěn)等現(xiàn)象)，影響它的正常工作。試驗(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。6伏溝通電源，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(jié)，可用導(dǎo)線繞在振動片的固定螺釘上，避開影響振動頻率)，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，示波器y輸入上就有一個感應(yīng)溝通電壓的正弦信號輸入；當(dāng)打點(diǎn)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。假設(shè)打點(diǎn)器的振動頻率穩(wěn)定，打點(diǎn)針與限位板碰擊的時機(jī)一樣，則正弦波上的缺口位置始終全都；“雙點(diǎn)”。認(rèn)真準(zhǔn)好了。造成打點(diǎn)計(jì)時器頻率不穩(wěn)或消滅“雙點(diǎn)”的緣由及解決方法①當(dāng)振動片的固有頻率與電源頻率(50赫)，即發(fā)生共振，此時打點(diǎn)周期與電源周期全都。假設(shè)振動片的固有頻率偏離工作電源頻率，就動片的振幅，當(dāng)振幅最大時，說明振動片的固有頻率與電源頻率全都。②振動片在線圈框架中的位置及在磁鐵之間的位置都必需位于正中間周期不穩(wěn)的現(xiàn)象。如覺察振動片周期不穩(wěn)，可松開振動片的緊固螺釘，轉(zhuǎn)變墊片的厚度，使振動片位于正中間。電火花打點(diǎn)計(jì)時器：電火花計(jì)時器的外形如下圖，它可以代替電磁打點(diǎn)計(jì)時器使用，也可以與簡易電火花描跡儀配套使用。220伏插座內(nèi)，將裁成圓片(38毫米)的墨粉紙盤的中心孔套在紙盤軸上，將剪切整齊的兩條一般有光白紙帶(20×700mm2)從彈性卡和紙盤軸之間的限位槽中穿過，并且要讓墨粉紙寸的白紙帶和墨粉紙帶(位于下面)做試驗(yàn)，例如在簡易電火花描跡儀的導(dǎo)軌上就是這樣放置4低了試驗(yàn)本錢。電火花計(jì)時器使用中運(yùn)動阻力微小(這種微小阻力來自于紙帶運(yùn)動的本身，而不是打點(diǎn)產(chǎn)生的)(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)時器)(脈沖500微安)。平均速度與瞬時速度(J0201-CC)(J2125)(J2126)擋光片氣墊導(dǎo)軌：構(gòu)造氣墊導(dǎo)軌是一種現(xiàn)代化的力學(xué)試驗(yàn)儀器。它利用小型氣源將壓縮空氣送入導(dǎo)軌內(nèi)腔?？諝庠儆蓪?dǎo)軌外表上的小孔中噴出，在導(dǎo)軌外表與滑行器內(nèi)表面之間形成很薄的氣墊層。器或高壓電火花計(jì)時器記錄滑行器在氣軌上運(yùn)動的時間，可以對多種力學(xué)物理量進(jìn)展測定，對力學(xué)定律進(jìn)展驗(yàn)證。氣墊導(dǎo)軌按其直線度是否可調(diào)分為一般式(不行調(diào)式)和可調(diào)式兩種型式。該產(chǎn)品以軌面滑行器及低氣壓、輕滑行器兩類。前者性能好，但價格略高，后者性能稍差，價格較低。上圖中畫的氣軌為氣壓可調(diào)式氣軌。上圖J2125型氣墊器、直線度不行調(diào)式氣軌。上圖為J2125－1上圖為J2125－2型氣墊導(dǎo)軌，它是高氣壓、重滑行器、直線度不行調(diào)式氣墊導(dǎo)軌。氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)動物體為滑行器(又稱滑塊)，右圖為L－QG－T－1200/5.8型氣墊導(dǎo)軌的滑行器。滑行器上部有五條“T”形槽，可用螺釘和螺帽便利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(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)動過程中所受外力通過質(zhì)心。在這兩條槽的中部加裝配重塊后滑行器的質(zhì)心不會轉(zhuǎn)變高度。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)角及外表的平面度都有較高要不允許在不通氣的狀況下將滑行器在軌面上滑磨。②試驗(yàn)前肯定要檢查氣孔是否通暢甚至?xí)Ｗ〔粍?。如有小孔被堵塞，?yīng)當(dāng)用細(xì)鋼絲(0.5毫米)捅開。③滑行器的運(yùn)動速度不宜過低，否則當(dāng)外界因素變化時(如室內(nèi)氣流量不穩(wěn)、壓力不均時，會影響滑行器的運(yùn)動)。一般來說，滑行器的運(yùn)動速度應(yīng)大于50厘米/秒。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)放于清潔枯燥的環(huán)境中，長期不用應(yīng)用塑料套遮蓋，防止灰塵。調(diào)平“飄浮”的加速度，因而增加試驗(yàn)的誤差。氣軌的調(diào)平可按以下兩種方法之一進(jìn)展。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頂點(diǎn)分布的以免調(diào)整過量。②動態(tài)調(diào)平法將兩個光電門按試驗(yàn)需要拉開一段距離安裝在導(dǎo)軌上，使其指針對準(zhǔn)導(dǎo)軌上標(biāo)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(jì)時器面板上的四芯插座中“計(jì)時Ⅰ”，用手在光“計(jì)時Ⅱ”，用手為工作正常。計(jì)時器的時標(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)動起來。調(diào)整光“計(jì)時Ⅱ”計(jì)時方為軌面已調(diào)平?；瑝K質(zhì)心的調(diào)整氣墊導(dǎo)軌的氣墊對滑行器有肯定的“浮力”一般狀況下滑行器的質(zhì)心也在其幾何中心。行器在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動一個小的角度，形成了使滑行器沿軌面移動的分力。的滑行器也應(yīng)能浮在軌面上不動。數(shù)字計(jì)時器：構(gòu)造數(shù)字計(jì)時器和光電門一起組成氣墊導(dǎo)軌的計(jì)時裝(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(被光照)(光被遮)時或停計(jì)。J0201－1型數(shù)字計(jì)時器如圖。計(jì)時器上的輸入插口Ⅰ和Ⅱ分別與兩個光電門相連接。計(jì)時開關(guān)扳向“1ms”擋時數(shù)碼管0－0.999秒；該開關(guān)扳向“10ms”擋時，量程為0～0.09秒。復(fù)位鍵又稱清零鍵。用以去除上一次計(jì)數(shù)或計(jì)時的示數(shù)。J0201-CC型數(shù)字計(jì)時器工作狀態(tài)①“C”——計(jì)數(shù)用當(dāng)光片對任意一個光電門遮光一次，屏幕顯示即累加一次。②“S1”——遮光計(jì)時當(dāng)承受計(jì)時S1(露光)停頓計(jì)時，屏幕依次顯示出遮光次數(shù)和遮光時間。即圖甲中擋光條通過光電門的時間?？蛇B續(xù)作1～255次時間，10個數(shù)據(jù)。③“S2”——間隔時間當(dāng)承受計(jì)時S2其次次遮光時停頓計(jì)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1～25510個數(shù)據(jù)。④“T”——測振子周期“停頓”n1個n次振動時間的總和。⑤“a”——加速度個光電門之后自動進(jìn)入循環(huán)顯示——之間的運(yùn)動加速度。⑥“g”——測重力加速度⑦“Col”——完全彈性碰撞試驗(yàn)⑧“Sgl”——時標(biāo)輸出保養(yǎng)“S”計(jì)時方式下數(shù)碼管會不停地翻動、不能計(jì)時。使發(fā)光器件的光束對準(zhǔn)光敏器件、計(jì)時器1的數(shù)碼管就不會再翻動。手動“復(fù)位”后顯示“0”，即可開頭遮光計(jì)時。源，用余熱焊接。小型氣源：構(gòu)造小型氣源為氣墊導(dǎo)軌供給肯定流量和壓強(qiáng)的空氣。它由過濾器、離心式風(fēng)機(jī)、電動機(jī)、波浪管、濾清器、減震彈簧等組成。工作時，電動(能削減壓縮空氣噪聲)(這些碳粉是電動機(jī)的碳刷產(chǎn)生的)，然后從氣源的出氣口經(jīng)過塑料蛇形軟管進(jìn)入氣墊導(dǎo)軌的型腔中。減震彈簧能削減機(jī)械震驚產(chǎn)生的噪聲。使用一段時間后，需要取出濾清器，更換其中的泡沫塑料。保養(yǎng)影響滑行器的運(yùn)動，也不要把氣源與氣軌放在同一試驗(yàn)臺上。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(4－6千帕)，低壓輕滑行器的氣軌用低壓氣源(0.3千帕)。④使用以串激整流子電機(jī)為動力的氣源，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)時器選擇S；用一只光電2均速度趨近于瞬時速度。3、勻速直線運(yùn)動(J0201-CC)(J2125)(J2126)擋光片(30mm)S2比較兩個光電門示數(shù)；依據(jù)v=計(jì)算速度，比較結(jié)果。擋光片擋光片S30mmt1v1t2v2勻變速直線運(yùn)動加速度試驗(yàn)儀器：數(shù)字計(jì)時器(J0201-CC)、氣墊導(dǎo)軌(J2125)、小型氣源(J2126)、滑快、擋光片(30mm)教師操作：使導(dǎo)軌呈傾斜狀(通過調(diào)整調(diào)平螺絲使右端略高于左30厘米。接好計(jì)時器。計(jì)時S擋。2(已插上擋光條)放在導(dǎo)軌時器置零。轉(zhuǎn)變10(2多取幾組S、t數(shù)據(jù)，直至左邊光電門過于接近緩沖彈簧，不便于計(jì)時為止。依據(jù)所測S、t度的平均值。爭論勻變速直線運(yùn)動試驗(yàn)儀器：數(shù)字計(jì)時器(J0201-CC)、氣墊導(dǎo)軌(J2125)、小型氣源(J2126)、滑快、擋光片(30mm)試驗(yàn)?zāi)康模河脷鈮|導(dǎo)軌比較準(zhǔn)確地測定勻變速直線運(yùn)動的即時速度和加速度。試驗(yàn)原理：所求得的平均速度就可認(rèn)為近似等于過該點(diǎn)的即時速度。物體(質(zhì)點(diǎn))過某點(diǎn)的即時速度等于物體經(jīng)該點(diǎn)時足夠小的位移(或足夠小的時間)內(nèi)的平均速度的極限值。試驗(yàn)中位移ΔS在可能條件下盡量取小。測出通過ΔSΔt所求得的平均速度就可認(rèn)為近似等于過該點(diǎn)的即時速度。假設(shè)試驗(yàn)測得物體在勻變速直線運(yùn)動中通過某兩點(diǎn)時的即時速度用的時間t可以用公式a＝求得其加速度。教師操作：1°A和AA12的右邊，并在其上插上擋光片。把光電門接在計(jì)時器上。計(jì)時器撥到“計(jì)時Ⅱ”(S)擋。接通2計(jì)時器電源。AA1(3)A處的光電門移到A，A……2，分別測出對應(yīng)的平均速度12(3)A處的光電門移到A，A……2，分別測出對應(yīng)的平均速度123，1 1 1 ……試驗(yàn)時要留意每次都使滑行器從同一位置自由滑下。分析所得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可覺察，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)……試驗(yàn)時要留意每次都使滑行器從同一位置自由滑下。A為了近似求得此平均速度的極限值，可將計(jì)時器撥在“計(jì)時Ⅰ”擋，讓滑行器從上面試驗(yàn)中同一位置自由滑下通過A點(diǎn)，測出擋光條通過AΔt。擋光條的有效寬度ΔS=30mm(L)，則可求得滑行器在擋光條遮光時間內(nèi)運(yùn)動的平均速度。它是在我們的AA 有裝置中可能取到的過A點(diǎn)的最小位移內(nèi)的平均速度，可近似認(rèn)為是過A點(diǎn)時的平均速度的極限值，它接近滑行器過A點(diǎn)時的即時速度，見下表中最終一欄。Δs(m)Δs(m)0.4140.2600.1090.0570.0136Δt(s)2.561.780.860.480.12V(m/s)瞬時0.1620.1460.1270.1200.113讓一個光電門仍置于AA1(5)要留意登記擋光條通過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t1＝t－tAΔSAAA1時的即時速度VA＝和VA1＝。利用步驟(2)Δt1a＝。測定勻變速直線運(yùn)動的加速度(學(xué)生試驗(yàn))試驗(yàn)儀器：打點(diǎn)計(jì)時器、溝通電源(電火花打點(diǎn)計(jì)時器—220V，電磁打點(diǎn)計(jì)時器—4～6V)、紙帶、小車、軌道、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線試驗(yàn)?zāi)康模?1)把握推斷物體是否作勻變速直線運(yùn)動的方法。(2)測定勻變速直線運(yùn)動的加速度。紙帶處理：“位移差”法推斷運(yùn)動狀況，設(shè)相鄰點(diǎn)之間的位移分別為s、s、s……1 2 3假設(shè)s-s=s-s=……=s-s =0，則物體做勻速直線運(yùn)動。2 1 3 2 n n-1假設(shè)s-s=s-s=……=s-s =Δs≠0，則物體做勻變速直線運(yùn)動。2 1 3 2 n n-1“逐差法”求加速度a=，a=，a=，1 2 3然后取平均值，即a=。“平均速度法”求速度v=。n“圖像法”求加速度v=，求出很多個點(diǎn)的速度，畫出v-t圖像，直線的斜率即加速度。n學(xué)生操作：把附有滑輪的軌道放在試驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時器固定在軌道沒有滑輪一端，連接好電路；再把細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上適宜的鉤碼；把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器，并把它的一端固定在小車的后面(假設(shè)是電火花打點(diǎn)計(jì)時器，用兩個紙帶分別從上下兩邊穿過墨粉紙盤)。把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時器處，接通電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，換上紙帶，重復(fù)三次。點(diǎn)，在后邊便于測量的地方找一個開頭點(diǎn)，并把每打五個點(diǎn)的時間作T=0.02×5=0.1s，在選好的開頭點(diǎn)下面記作0，第六12、3、4、5、6。兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離用刻度尺測出分別記作s、s……s。1 2 6a的平均值，它就是小車做勻變速直線運(yùn)動的加速度。留意事項(xiàng)：要在鉤碼落地處放置軟墊，防止撞壞鉤碼。50cm的7-8個計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。紙帶運(yùn)動時不要讓紙帶與打點(diǎn)計(jì)時器的限位孔摩擦。不要分段測量各段位移，應(yīng)盡可能的一次測量完畢(0之間的距離)。自由落體運(yùn)動豎直上拋運(yùn)動1、阻力很小時不同物體同時下落試驗(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，觀看鋁片與羽毛的下落快慢。試驗(yàn)結(jié)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)試驗(yàn)儀器：鐵架臺、鐵質(zhì)小球(2－2.5厘米)、數(shù)字計(jì)時器(J0201－CC)2個、米尺、學(xué)生電源、電磁鐵教師操作：按圖將光電門A、B和電磁鐵安裝在鐵架臺上，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，小球能順當(dāng)通過兩個光電門將數(shù)字計(jì)時器通電并調(diào)整光電門，當(dāng)光電門A光路被瞬間切斷時，即開頭計(jì)時；當(dāng)光電門B的光路被瞬間切斷時，則停頓計(jì)時。再接通電磁鐵電源吸住小球，開頭試驗(yàn)。切斷電A、B的Δt，試驗(yàn)連續(xù)做三次，然后取平均值。用米尺測出從小球開頭下落的位置到兩個光電門中心的距離h、h，由公式h=gt21 2 1 1和h=gt2，2 2Δt=t-t=-=(-)21Δt2=(-)2，g=由此就可算出所測的重力加速度。留意事項(xiàng)：用電磁鐵釋放小球的缺點(diǎn)是，當(dāng)切斷電流后，電磁鐵的磁性消逝測量小球從開頭下落的位置到兩個光電門中心的距離h1、h2，應(yīng)該是從小球下部球外表到兩個光電門中心的距離了提高精度，光電門的光束應(yīng)當(dāng)調(diào)得較細(xì)，并適當(dāng)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)試驗(yàn)儀器：鐵架臺、電磁打點(diǎn)計(jì)時器(J0203型)、米尺、重錘、夾子、學(xué)生電源教師操作：(1)將鐵架臺放于水平桌的邊沿，打點(diǎn)計(jì)時器固定于支架的下端并位于豎直夾子固定起來，下端通過夾子懸掛一重錘。接上電源，閉合開關(guān)。待打點(diǎn)計(jì)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(jì)時器在紙帶上打下了一系列點(diǎn)。重復(fù)試驗(yàn)，可得幾條打點(diǎn)紙帶。在紙帶上選取5－6個點(diǎn)，分別求出打點(diǎn)計(jì)時器在打這幾個點(diǎn)時，重錘下落的速度及對應(yīng)的時刻，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)，畫出各點(diǎn)。再依據(jù)這些點(diǎn)出重力加速度的值，最終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。牛頓第肯定律牛頓第三定律1、慣性(1)試驗(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，手離開滑塊后，合外力為零，滑塊維持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。2、慣性(2)試驗(yàn)儀器：木塊、小車教師操作：突然使小車向前運(yùn)動，小車上的木塊向后倒。3、慣性(3)——推斷生蛋和熟蛋2根學(xué)生玩耍：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(guān)鍵就在生蛋和熟蛋的旋轉(zhuǎn)情形不一樣。這一點(diǎn)就可以旋轉(zhuǎn)。這個蛋假設(shè)是煮熟的(特別是煮得很“老”的)，那么它旋轉(zhuǎn)起來就會“老”的熟蛋，旋轉(zhuǎn)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直立起來。這兩個現(xiàn)象的緣由是，熟透的蛋已經(jīng)變成一個實(shí)心的整體，生蛋卻由于它內(nèi)部液態(tài)的是起著“剎車”的作用。生蛋和熟蛋在旋轉(zhuǎn)停頓的時候情形也不一樣。一個旋轉(zhuǎn)著的熟蛋，只要你用手一捏，連續(xù)略略轉(zhuǎn)動。這仍舊是方才說的那個慣性作用在作怪，蛋殼雖然給阻擋了，內(nèi)部的蛋黃、蛋白卻照舊在連續(xù)旋轉(zhuǎn)；至于熟蛋，它里面的蛋黃、蛋白是跟外面的蛋殼同時停頓的?！白游缇€”去，然后又退轉(zhuǎn)回來──這樣扭轉(zhuǎn)幾次，每次的轉(zhuǎn)數(shù)漸漸削減。但是生蛋卻只來回扭轉(zhuǎn)三四4、彈力的相互性試驗(yàn)儀器：氣墊導(dǎo)軌(J2125)、小型氣源(J2126)22只教師操作：氣墊導(dǎo)軌保持水平；兩只滑塊相向運(yùn)動，碰撞瞬間觀看兩只彈簧圈變化。5、摩擦力的相互作用試驗(yàn)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.當(dāng)車向后運(yùn)動時板向前運(yùn)動。6、靜電力的相互作用試驗(yàn)儀器：輕小球2個、毛皮、橡膠棒、絲綢、玻璃棒、細(xì)線2根教師操作：用細(xì)線拴兩個小球，當(dāng)兩個小球帶同種電荷時，相互推斥而遠(yuǎn)離；當(dāng)帶異種電荷時，相互吸引而靠近。7、磁場力的相互作用22個教師操作：在兩輛小車上各固定一根條形磁鐵，當(dāng)磁鐵的同名磁極靠近時，放開小車，兩車被推開；當(dāng)異名磁極接近時，兩輛小車被吸攏。8、拉力的相互作用試驗(yàn)儀器：小車(2個)、繩子學(xué)生體驗(yàn)：把兩輛能站人的小車放在地面上，小車上各站一個學(xué)生，每個學(xué)生拿著繩子的一端。當(dāng)一個學(xué)生用力拉繩時，兩輛小車同時向中間移動。試驗(yàn)結(jié)論：分別把這兩個力叫做作用力和反作用力。②同時性：作用力消逝，反作用力馬上消逝。沒有作用就沒有反作用。力是彈力時，反作用力也是彈力；作用力是摩擦力，反作用力也是摩擦力等等。④方向：作用力跟反作用力的方向是相反的，在一條直線上。9、相互作用力大小的關(guān)系試驗(yàn)儀器：彈簧秤教師操作：用兩個彈簧秤對拉，觀看兩個彈簧秤間的作用力和反作用力的數(shù)量關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)論： 牛頓其次定律1、牛頓其次定律(1)試驗(yàn)儀器：兩輛質(zhì)量一樣的小車、兩個光滑的軌道(一端帶有定滑輪)、砝碼(一盒)、細(xì)繩、夾子試驗(yàn)方法：掌握變量法。教師操作：兩輛質(zhì)量一樣的小車，放在光滑的軌道上，小車的前端各系上細(xì)繩，繩的另加速運(yùn)動。(2)對本次試驗(yàn)中說明的兩個問題a：砝碼跟小車相比質(zhì)量較小，細(xì)繩對小車的拉力近似地等于砝碼所受的重力。b：用一只夾子夾住兩根細(xì)繩，以同時掌握兩輛小車。(3)試驗(yàn)的做法：a：在兩砝碼盤中放不同數(shù)量的砝碼，以使兩小車所受的拉力不同。b：翻開夾子，讓兩輛小車同時從靜止開頭運(yùn)動，一段時間后關(guān)上夾子，讓它們同時停下來。(4)觀看兩輛車在相等的時間里，所發(fā)生的位移的大小。試驗(yàn)現(xiàn)象：所受拉力大的那輛小車，位移大。比。試驗(yàn)現(xiàn)象：在一樣的時間里，質(zhì)量小的那輛小車的成反比。2、牛頓其次定律(2)(J0201-CC)(J2125)、小型氣源(J2126)(5g以下)、滑塊(200g以上)、擋光片、滑塊配重、細(xì)線天平：(1)構(gòu)造和原理天平是一種等臂杠桿裝置，中學(xué)常用的是物理天平，其構(gòu)造如圖。天平工作原理——平衡時，m(2)規(guī)格

·gL=m ·gL,由于L=L，所以m =m 。物 1 碼 2 1 2 物 碼①最大載荷：即天平允許稱量的最大質(zhì)量。②分度值：即游碼在橫梁上移動一個最小分格所代表的砝碼質(zhì)量。單位是“g/格”。④靈敏度：即感量的倒數(shù)，單位“格/g”。天平指針上重錘的位置越高，天平衡量的重心位置就越高，天平的靈敏度也就越高。使用方法①先調(diào)天平水平，看底座水準(zhǔn)儀氣泡是否在中心。②調(diào)橫梁水平，把游碼D移到衡量刻度的“0”處，把秤盤釣吊掛在兩端刀口上，啟動天E和E′，再啟動天平。如此反復(fù)操作，直至天平平衡。③稱量——左盤放物，右盤放砝碼。當(dāng)需要調(diào)整的砝碼質(zhì)量小于1g時，用移動游碼的位置代替。④每次稱量完畢，應(yīng)將天平止動。全部稱量完畢后，將秤盤摘離刀口，置于刀口內(nèi)側(cè)。操作規(guī)章它。②天平的負(fù)載量不行超過其最大載荷。③砝碼不得用手拿取，只能用鑷子取放。從秤盤上取下砝碼后應(yīng)馬上放回砝碼盒中。④稱量時應(yīng)把握加減砝碼的方法——砝碼不要重復(fù)選用。放入秤盤內(nèi)稱量。⑥天平稱量物體的質(zhì)量等于砝碼總質(zhì)量和游碼尺上的示數(shù)之和估讀到克的百分位。試驗(yàn)原理：利用氣墊導(dǎo)軌做試驗(yàn)來驗(yàn)證牛頓其次定律。在圖中，當(dāng)滑行器質(zhì)量M遠(yuǎn)大于砝碼質(zhì)量m時，可以認(rèn)為滑行器水平運(yùn)動時受的合外力等于mg。爭論質(zhì)量肯定時，加速度與合外力的關(guān)系，以及合外力肯定時，加速度與質(zhì)量的關(guān)系，即可驗(yàn)證牛頓其次定律。教師操作：用天平稱出滑行器、配重以及砝碼盤的質(zhì)量。把滑行器放上導(dǎo)軌，開動氣源，調(diào)整調(diào)平螺絲，假設(shè)時器撥到S(其上已裝有擋光條)，假設(shè)1動。把細(xì)線一端系在滑行器上，另一端繞過定滑輪、系上砝碼盤。把計(jì)時器撥到S2(可多練習(xí)幾次)。登記滑行器通過光電門1、2所用的時間t和位移S，用公式a＝求出其加速度。1～2克，不行過多(為什么)。重復(fù)步驟(4)。比較各次試驗(yàn)中合外力與滑行器的加速度的關(guān)系，看加速度是否與合外力成正比。(4)，求出加不同配重時滑行器的加速度。比較滑行器(及其配重)的總質(zhì)量和加速度的關(guān)系，看合外力肯定時，加速度是否與質(zhì)量成反比。試驗(yàn)結(jié)論：物體的加速度跟作用在物體上的力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。3、牛頓其次定律(3)(J2125)(J0201－CC)、小型氣源(J2126)、天平砝碼、砝碼盤(5克以下)、滑行器(200克以上)、滑行器配重、細(xì)線教師操作：把計(jì)時器撥到S擋。使滑行器(插有擋光條)1從靜止開頭運(yùn)動。從計(jì)時器讀出擋光條經(jīng)過兩光電門的時間，利用擋光條的有效遮光寬度求出滑行器經(jīng)過兩光電門的即時速度VV。1 2把計(jì)時器撥到S，使滑行器在砝碼盤的拉力作用下運(yùn)動，登記滑行器通過兩光電門2之間的位移的時間t，由公式a＝算出a。往砝碼盤中漸漸增加砝碼，重復(fù)步驟(2)和(3)，測出幾個加速度，比較合外力與加速度的關(guān)系?？醇铀俣仁欠衽c合外力成正比。保持砝碼盤及砝碼質(zhì)量不變，轉(zhuǎn)變滑行器的質(zhì)量，重復(fù)步驟(2)、(3)，觀看在外力肯定時，加速度是否與質(zhì)量成反比。留意事項(xiàng)：保證砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量m保證即時速度的測量精度才能提高加速度的測量精度。為此應(yīng)使(v－v)之差保證有2 1兩位有效數(shù)字。4、驗(yàn)證牛頓其次定律(學(xué)生試驗(yàn))試驗(yàn)儀器：軌道小車(J2108型)、電磁打點(diǎn)計(jì)時器(J0203型)、學(xué)生電源、托盤天平(200克，0.1克)或?qū)W生天平(J0104型)、砂桶、砂袋、紙帶、直尺、細(xì)線、木塊試驗(yàn)原理：如圖，假設(shè)摩擦力可以不計(jì)，則對質(zhì)量為m的砂桶和砂及質(zhì)量為M的小車分別有T=Ma (1)mg－T=ma (2)解得 T=mg當(dāng) M>>m時，T≈mg則(1)mg≈Ma所以，假照試驗(yàn)測得在M肯定時，a∝mgmg肯定時a∝，就驗(yàn)證了牛頓其次定律。學(xué)生操作：用天平測出小車質(zhì)量mm(要保1m≤0.05m)。把打點(diǎn)計(jì)時器固定在長木板上。1把紙帶系在小車上，并使紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器。把木塊墊在裝有打點(diǎn)計(jì)時器的木板受重力沿斜面方向的分力平衡(留意此時未掛砂桶)。小車質(zhì)量小車質(zhì)量m＝ 千克，計(jì)數(shù)點(diǎn)間時間間隔T= 秒ns2s31s4s－s＝4 1a＝1s5s－s＝5 2a＝2s6s－s＝6 3a＝3s7s－s＝7 4a＝4………………23紙帶砂桶總質(zhì)加速力F＝連續(xù)相等時間內(nèi)位移差sn+3加速度加速度平編號m(kg)1mg(N)1的位移s(m)s1－s(m)a(m/s2)均值(m/s2)把系在砂桶上的細(xì)線繞過木板上的定滑輪后系在小車上，把小車放在打點(diǎn)計(jì)時器附(留意仍需保證m>>m)。重復(fù)步驟(3)。如此做幾次。對各次試驗(yàn)所得的紙帶取好計(jì)數(shù)點(diǎn)，進(jìn)展測量1和計(jì)算，求出每條紙帶對應(yīng)的小車的加速度，分別記入上面的表格中。保持砂桶總質(zhì)量m1

不變，往小車上依次加不同數(shù)目的砂袋(其質(zhì)量預(yù)先測出)，重復(fù)步驟(3)幾次。把各次紙帶數(shù)據(jù)記入下面的表格中。砂桶總質(zhì)量砂桶總質(zhì)量m＝ kg，加速的力F≈mg N，計(jì)數(shù)點(diǎn)間時間間隔T= s11ns2s31s4s－s＝4 1a＝1s5s－s＝5 2a＝2s6s－s＝6 3a＝3s7s－s＝7 4a＝4………………紙帶小車質(zhì)量砂袋質(zhì)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間位位移差s －n+3加速度加速度平均值編號m(kg)m(kg)2s(m)s1s(m)a(m/s2)(m/s2)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，看是否符合牛頓其次定律。留意事項(xiàng)：平衡摩擦力和保證m>>m1

是減小本試驗(yàn)系統(tǒng)誤差的關(guān)鍵。承受上述“墊板法”平衡受重力沿斜面方向的分力總是成正比地變化的最好不上漆，刨平后用零號砂紙打磨一下即可。調(diào)勻速時，先進(jìn)展目測，最終應(yīng)打一條紙帶m>>m1質(zhì)量的5%。這時可在兩位有效數(shù)字的精度上驗(yàn)證定律。例如，小車質(zhì)量為200克，則砂桶10克。假設(shè)需砂桶質(zhì)量調(diào)整范圍大一些，則應(yīng)增大小車質(zhì)量。分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證牛頓其次定律時，可以用比例法驗(yàn)證：即看比值，，……等在試驗(yàn)誤差范圍內(nèi)是否為同一恒量(m)；乘積ma，ma，ma

……等是否為11 22 33同一恒量(等于加速力F)；也可以作出a－Fa－圖像，看圖像是否為直線來驗(yàn)證。由于是驗(yàn)證性試驗(yàn)，可以預(yù)先讓學(xué)生分析作a－m圖像(雙曲線)的弊端，得出作a－圖像的優(yōu)點(diǎn)。m>>m1

的條件，(小車和砂桶)的總質(zhì)量不質(zhì)量時，應(yīng)把砂桶的總質(zhì)量考慮在內(nèi)。3.3超重和失重現(xiàn)象1、超重、失重試驗(yàn)儀器：彈簧測力計(jì)、鉤碼(2人一組)學(xué)生操作：在彈簧下掛一只砝碼，當(dāng)保持為靜止?fàn)顟B(tài)(或勻速向上或向下運(yùn)動)時，彈簧示數(shù)等于砝碼的重力大小，當(dāng)手提彈簧向上加速(或向下減速)時，其示數(shù)大于砝碼重力大小。當(dāng)手提彈簧向下加速(或向上減速)時，其示數(shù)小于砝碼重力的大小。2、完全失重試驗(yàn)儀器：下面扎孔的可樂瓶；重物(2塊)、紙條.狀況會怎樣變化(先觀看上拋時的現(xiàn)象，再觀看下拋的狀況)。試驗(yàn)結(jié)論：拋出后水處于失重狀態(tài)，對瓶無壓力，水不噴。教師操作：兩重物夾一張紙條，放在桌面上時，紙條抽不出來；把兩重物拋出，紙條很簡潔抽出。試驗(yàn)結(jié)論：重物拋出后處于失重狀態(tài)，對紙條沒有作用力。曲線運(yùn)動曲線運(yùn)動的條件運(yùn)動的合成與分解1、曲線運(yùn)動的條件試驗(yàn)儀器：小球、繩；鐵球、磁鐵、斜槽教師操作：拴著繩的小球在桌面上作圓周運(yùn)動，繩子的拉力轉(zhuǎn)變小球速度的方向。試驗(yàn)結(jié)論：合外力與速度不在同始終線上時，物體作曲線運(yùn)動。2、曲線運(yùn)動速度的方向試驗(yàn)儀器：雨傘、水(或沙輪、鐵)教師操作：把水倒在張開的雨傘上，轉(zhuǎn)動雨傘。的切線方向上。3、運(yùn)動的合成試驗(yàn)儀器：運(yùn)動合成演示器(J2170)、停表教師操作：演示兩個分運(yùn)動并計(jì)時；演示合運(yùn)動并計(jì)時。試驗(yàn)結(jié)論：合運(yùn)動與分運(yùn)動具有等時性。平拋運(yùn)動1、平拋運(yùn)動與自由落體運(yùn)動試驗(yàn)儀器：平拋豎落儀(J04228)教師操作：組裝儀器；使底座成水平狀態(tài)，將兩個鋼球分別放置在角鐵兩端的圓窩內(nèi)右邊鋼球做自由落體運(yùn)動；變換彈簧的拉孔，重復(fù)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)論：在同一高度上的兩個物體，同時開頭運(yùn)動，一個做自由落體運(yùn)動，另一個做平拋的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動。2、平拋運(yùn)動與水平勻速直線運(yùn)動試驗(yàn)儀器：鋼球(2個)、斜槽(2個)、水平槽、鐵架臺槽上作勻速直線運(yùn)動。試驗(yàn)現(xiàn)象：兩個鋼球在水平槽的某一位置碰在一起。試驗(yàn)結(jié)論：平拋運(yùn)動的水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動。3、爭論平拋物體的運(yùn)動(學(xué)生試驗(yàn))試驗(yàn)儀器：平拋運(yùn)動試驗(yàn)器(J2154)、學(xué)生電源、白紙、復(fù)寫紙?jiān)囼?yàn)?zāi)康模?1)描出平拋物體的運(yùn)動軌跡。(2)求出平拋物體的初速度?！椒较虻膭蛩僦本€運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動——的合成；用小球描出平拋運(yùn)動的軌跡，測出曲線上任一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y，就可以依據(jù)平拋運(yùn)動的公式x=vty=gt2求出小球的水平分速度，即平拋物體的初速度。學(xué)生操作：組裝儀器，接通電源(DC4～6V)平行，使導(dǎo)軌末端與重錘線垂直。(一般先取上方位，漸漸下移)；把白紙與復(fù)寫紙疊放在一起(復(fù)寫紙?jiān)谕?平坦的壓入平板上紙夾內(nèi)(白紙左上角與原點(diǎn)重合)。吸球，放球，在白紙上描得一系列平拋球運(yùn)動點(diǎn)跡(一般取5、6個點(diǎn))。數(shù)據(jù)處理：白紙左上角即為坐標(biāo)原點(diǎn)O，上邊緣為X軸，左邊緣為Y軸；把各點(diǎn)用平滑曲線連接起來；量出各點(diǎn)的高度和水平距離，計(jì)算出初速度，最終算出平均值。留意事項(xiàng)：保證斜槽末端的切線水平，使板豎直；小球每次從斜槽上同一位置滾下。誤差分析：誤差來源——小球受空氣阻力；斜槽末端切線不水平；小球每次自由滾下的位置不同。減小誤差方法——試驗(yàn)中選取密度大的小金屬球；斜槽末端切線肯定要調(diào)水平；小球每次從斜面上較高的同一點(diǎn)由靜止釋放。圓周運(yùn)動1、傳動與同軸轉(zhuǎn)動試驗(yàn)儀器：自行車教師操作：讓學(xué)生觀看自行車后輪、齒輪、腳踏板轉(zhuǎn)動現(xiàn)象。試驗(yàn)結(jié)論：皮帶、齒輪傳動——線速度一樣；同軸轉(zhuǎn)動——角速度一樣。2、向心力試驗(yàn)儀器：向心力試驗(yàn)器(J2131)、彈簧測力計(jì)、停表、游標(biāo)卡尺向心力試驗(yàn)器：指針較長，圓柱體的少量位移經(jīng)過杠桿的放大，使顯示更為明顯。但指針有質(zhì)量，同時，轉(zhuǎn)動時會做離心運(yùn)動，所以制造時加了指針配量，使指指針的質(zhì)量和它可能做離心運(yùn)動的影響。轉(zhuǎn)動軸由立柱上的鋼珠支撐，轉(zhuǎn)動軸下部有定位錐套。試驗(yàn)前調(diào)整配重的位置時應(yīng)將定位錐套退下，調(diào)整后將套重推向上。游標(biāo)卡尺：構(gòu)造游標(biāo)卡尺是工業(yè)上常用的測量長度的儀器，它由尺身及能在尺身上滑動的游標(biāo)組成。假設(shè)從反面看，游標(biāo)是一個整體。游標(biāo)與尺身之間有一彈簧片(圖中未能畫出靠緊。游標(biāo)上部有一緊固螺釘，可將游標(biāo)固定在尺身上的任意位置。尺身和游標(biāo)都有量爪，利用內(nèi)測量爪可以測量槽的寬度和管的內(nèi)徑深度尺與游標(biāo)尺連在一起，可以測槽和筒的深度。0.1毫米的游標(biāo)卡尺為例，尺身上的最小分度是1毫米，游標(biāo)尺上有1090.9毫米，0.1毫米。量爪并攏時尺身和游標(biāo)的零刻度線對齊，它們的第一條刻度線相差0.1毫米，其次條刻度線相差0.2毫米，……101毫米，即游標(biāo)的第10條刻度9毫米刻度線對齊。0.10.1毫米。這時它的第一條刻度15毫米刻度線對齊0.5毫米的寬度，……，依此類推。1毫米的長度時，整的毫米數(shù)要從游標(biāo)“0”線與尺身相對的刻度線讀出。使用用軟布將量爪擦干凈，使其并攏，查看游標(biāo)和主尺身的零刻度線是否對齊。假設(shè)對齊就可以進(jìn)展測量：如沒有對齊則要記取零誤差：游標(biāo)的零刻度線在尺身零刻度線右側(cè)的叫正零誤差，法與數(shù)軸的規(guī)定全都，原點(diǎn)以右為正，原點(diǎn)以左為負(fù))。(或內(nèi)徑)的物體，使待測物位于外測量爪之間，當(dāng)與量爪緊緊相貼時，即可讀數(shù)讀數(shù)60.6毫米(線進(jìn)展讀數(shù))。如有零誤差，則一律用上述結(jié)果減去零誤差(零誤差為負(fù)，相當(dāng)于加上一樣大小的零誤差)，讀數(shù)結(jié)果為：L＝整數(shù)局部＋小數(shù)局部－零誤差線便可以認(rèn)為是對準(zhǔn)了。假設(shè)需測量幾次取平均值，不需每次都減去零誤差，只要從最終結(jié)果減去零誤差即可。保養(yǎng)擰緊緊固螺釘，放入卡尺盒內(nèi)蓋好。量粗糙的物體，以免損壞量爪，不用時應(yīng)置于枯燥地方防止銹蝕。③測量時，應(yīng)先擰松緊固螺釘，移動游標(biāo)不能用力過猛。兩量爪與待測物的接觸不宜過緊。不能使被夾緊的物體在量爪內(nèi)挪動。④讀數(shù)時，視線應(yīng)與尺面垂直。如需固定讀數(shù)，可用緊固螺釘將游標(biāo)固定在尺身上，防止滑動。⑤實(shí)際測量時，對同一長度應(yīng)多測幾次，取其平均值來消退偶然誤差。精度0.050.02毫米的游標(biāo)卡尺。它們的工作原理和使用方法與本0.1毫米的游標(biāo)卡尺一樣。精度為0.0520個等1911毫米＝0.5512＝0.60毫米。n(n－1)個等分刻度的總長度相等，假設(shè)游標(biāo)上最小刻度長為x，主尺上最小刻度長為y則 nx＝(n－1)y，x＝y(tǒng)－()主尺和游標(biāo)的最小刻度之差為Δx＝y(tǒng)－x＝于增加游標(biāo)上的刻度數(shù)或減小主尺上的最小刻度值。一般狀況下y1毫米，n10、20、500.1，0.050.020.02毫米的機(jī)械式游標(biāo)卡尺由于受到本身構(gòu)造精度和人的眼睛對兩條刻線對準(zhǔn)程度區(qū)分力的限制，其精度不能再提高。教師操作：組裝儀器并調(diào)整使裝置處于水平；選取半徑并調(diào)整橫桿水平；調(diào)解彈簧松緊；用手捻動旋轉(zhuǎn)體，使指針低于紅色區(qū)域，轉(zhuǎn)動減慢，指針進(jìn)入紅色區(qū)域時啟動停表，并記錄轉(zhuǎn)動圈數(shù)，指針上升到將離開紅色區(qū)域時，停頓計(jì)時和計(jì)數(shù)；用游標(biāo)卡尺測出半徑；用彈簧秤鉤住重錘外側(cè)的拉鉤將重錘水平的拉至指針桿處于紅色區(qū)域，讀出彈簧秤的讀數(shù)；比較向心力理論值與測量值；轉(zhuǎn)變半徑或裝卸金屬環(huán)，重復(fù)上述試驗(yàn)。留意事項(xiàng)：(1)試驗(yàn)前應(yīng)留意底座水平的調(diào)整，調(diào)不好將直接影響試驗(yàn)效果。(2)各個固定螺釘要緊固，防止在試驗(yàn)中圓柱體的配重松動。擺桿和裝在擺桿上的指針等附件做圓周運(yùn)動的向心力，本儀器在設(shè)計(jì)上已消退，試驗(yàn)時可不予考慮。試驗(yàn)操作時，捻動旋轉(zhuǎn)作用力不行過猛，防止損壞儀器和發(fā)生意外事故。3、向心力玩耍試驗(yàn)儀器：小球、細(xì)繩、獎品作圓周運(yùn)動。獲獎同學(xué)：能夠說出“這是不行能實(shí)現(xiàn)的動作”的同學(xué)。方向，合力斜向下，下一時刻小球肯定不在水平面內(nèi)。4、豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動試驗(yàn)儀器：小桶、水、細(xì)繩試驗(yàn)結(jié)論：水不潵出的臨界條件是v=。類比分析：固定小球的桿在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動，桿不受力的臨界條件。5、車轉(zhuǎn)彎試驗(yàn)儀器：火車輪模型(用泡沫、直桿自制)6、離心現(xiàn)象試驗(yàn)儀器：白硬紙片、火柴(學(xué)生自備)、墨水(教師預(yù)備)學(xué)生玩耍：夾在大拇指和食指之間，把它擰轉(zhuǎn)以后，很快丟到平滑的面上，就可以了。小滴墨水。接著，不等墨水枯燥，馬上把陀螺擰轉(zhuǎn)。等它停下來以后，再看看那些墨水滴：每一滴墨水已經(jīng)畫成一條螺旋線，而這些墨水滴畫出的螺旋線合起來看，就像旋風(fēng)的模樣。?這其實(shí)是墨水“魔盤”上的人受到的完全一樣。這些墨水滴在離心作用下離開了中心向邊上移動很多。彎曲的外形──使我們在紙片上看到了曲線運(yùn)動的軌跡。從高氣壓地方向外流淌的空氣流(就是所謂“反氣旋”)或流向低氣壓的空氣流(就是所謂“氣旋”)所受到的作用也完全一樣。因此，墨水滴畫成的螺旋線實(shí)在可以說是真正旋風(fēng)的縮影。7、離心現(xiàn)象的應(yīng)用試驗(yàn)儀器：手搖離心轉(zhuǎn)臺(J04229)、離心機(jī)械模型(J2132)——料外桶上蓋，把浸過水的海綿放進(jìn)離心枯燥器的內(nèi)桶里，蓋上桶蓋；手搖搖把，約2～3分鐘，可觀看到離心枯燥器的透亮外桶上飛散有水珠，取出海綿，手感可知已經(jīng)干了?！蚣?xì)粉的混濁水裝在離心分別器的兩個離心管內(nèi)；手搖搖把，約2～3分鐘，可觀看到水中細(xì)粒沉淀在離心管的底部，上面水清亮透亮。動能動能定理1、動能與速度、質(zhì)量的關(guān)系試驗(yàn)儀器：動能勢能演示器(J2169)動能勢能演示器：教師操作：組裝好儀器；將鋼球掛于懸線上使之偏離豎直平面，釋放鋼球，讓其做單擺運(yùn)動，鋼球運(yùn)動到最低點(diǎn)時，速度最大，將滑塊放于滑槽起始端，滑塊將被鋼球撞擊并滑行一段位移；更換不同質(zhì)量的鋼球和從不同高度釋放鋼球，重復(fù)上述試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)論：質(zhì)量越大物體具有的動能越大，運(yùn)動速度越大，動能越大。2、驗(yàn)證動能定理試驗(yàn)儀器：電磁打點(diǎn)計(jì)時器(J0203型)、學(xué)生電源、長方形木塊(10×7×43)、紙帶、天平(學(xué)生天平或托盤天平)、帶定滑輪的木板(1米)、細(xì)線、砝碼盤、砝碼做的功。試驗(yàn)原理：物體在恒力作用下做直線運(yùn)動時，動能定理可表述為F s=mv2-mv2只要試驗(yàn)測得F s和合 2 1 合m(v2-v2)在試驗(yàn)誤差范圍內(nèi)相等，則動能定2 1理被驗(yàn)證。F 可以由F ＝ma求得。合 合教師操作：用天平測出木塊的質(zhì)量。把器材按圖裝置好。紙帶固定在木塊中間的方孔內(nèi)。把木塊放在打點(diǎn)計(jì)時器四周，用手按住。往砝碼盤中加砝碼。接通打點(diǎn)計(jì)時器電源，讓它工作。放開木塊，讓它做加速運(yùn)動。當(dāng)木塊運(yùn)動到木板長的左右時，用手托住砝碼盤，讓木塊在阻力作用下做減速運(yùn)動。當(dāng)木塊到達(dá)定滑輪處(或靜止)時，斷開電源。取下紙帶，在紙帶上反映物體加速運(yùn)動和減速運(yùn)動的兩局部點(diǎn)跡中較抱負(fù)的一段，分別各取兩點(diǎn)(9點(diǎn))S

、S、S、S 和S

、S、S、A B C D

AB

A B CS 及相應(yīng)的時間間隔(0.08秒)。算出V、V、V、V，利用V、VA、B間的D A B C D A B時間間隔求出A、B間木塊運(yùn)動的加速度a ；同法求出a 。則木塊質(zhì)量m與a 、a 的AB CD乘積分別表示在AB段和CD段木塊受的合力。

AB CD合k加速階段減速階段計(jì)數(shù)點(diǎn)四周的位移(m)S=A合k加速階段減速階段計(jì)數(shù)點(diǎn)四周的位移(m)S=AS=BS= S=CD各計(jì)數(shù)點(diǎn)處的速度(m/s)V=AV=CV=BV=D運(yùn)動的加速度(m/s2)a =ABaCD=木塊受的合力ma(N)F =ABF =BC計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移(m)合外力的功合外力的功(J)木塊的動能增量(J)重取計(jì)數(shù)點(diǎn)，重復(fù)步驟(3)和(4)，再驗(yàn)證一次。機(jī)械能守恒定律1、重力勢能與質(zhì)量、高度的關(guān)系試驗(yàn)儀器：動能勢能演示器(J2169)教師操作：組裝好儀器；將鋼球下落定位孔提升到肯定的高度，使其中一孔對準(zhǔn)下面試驗(yàn)結(jié)論：質(zhì)量越大物體具有的重力勢能越大，物體越高，重力勢能越大。2、彈性勢能試驗(yàn)儀器：動能勢能演示器(J2169)教師操作：用彈簧壓縮桿將彈簧壓縮，在其上端放進(jìn)鋼球，釋放被壓縮的鋼球，鋼球被彈起肯定的高度；轉(zhuǎn)變彈簧壓縮量，重做上述試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)論：被壓縮產(chǎn)生彈性形變的彈簧具有彈性勢能；在彈性限度內(nèi)，物體發(fā)生形變越大，彈性勢能越大。3、動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化試驗(yàn)儀器：麥克斯韋滾擺(J04423)、彈簧振子、動能勢能演示器(J2169)、單擺教師操作：演示動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。4、驗(yàn)證機(jī)械能守恒試驗(yàn)儀器：密繞軟彈簧、100克鉤碼、方座支架的鐵圈、方座支架(J1102型)20厘米的金屬棒、直尺試驗(yàn)?zāi)康模河秘Q直彈簧振子驗(yàn)證在只有重力和彈力做功時，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。試驗(yàn)原理：設(shè)彈簧自然長(未掛鉤碼時彈簧下端的簧頭距懸點(diǎn)O的距離)L，彈簧下0掛質(zhì)量為mx0且振動到最高位置時，彈簧長度大于L。設(shè)振子在最低位置和最高位置時彈簧的伸長量分0x1x2，則振動中鉤碼上升的高度為x＝x1－x2，且x的中點(diǎn)在平衡位置處。設(shè)彈簧的x倔強(qiáng)系數(shù)(勁度系數(shù))為k，則k=mgx0設(shè)鉤碼在振動最低點(diǎn)時的重力勢能為零，則此位置彈簧振子系統(tǒng)的機(jī)械能為1E= kx21 2 1當(dāng)鉤碼振動到最高點(diǎn)時，彈簧振子系統(tǒng)的機(jī)械能為1 1E=kx2+mgx=kx2+mg(x-x)22 2 2 2 1 2假照試驗(yàn)測得E＝E1 2教師操作：把金屬桿、金屬環(huán)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ按圖所示的挨次裝在立柱上，把彈簧掛在金屬桿上。在未掛上鉤碼時，調(diào)整金屬環(huán)Ⅰ的位置，使與彈簧下端箭頭所指位置等高。把質(zhì)量為mx(1)式求出彈0簧的倔強(qiáng)系數(shù)k。調(diào)整金屬環(huán)Ⅲ和Ⅱ的位置，使它們距彈簧下端的箭頭(此時它指示平衡位置)等遠(yuǎn)。x和環(huán)Ⅰ到環(huán)Ⅰ的距離x。分別算出EE，看它們在試驗(yàn)誤差范圍內(nèi)是否相等。1 2 1 2留意事項(xiàng)：以最初幾次振動的最大高度為準(zhǔn)。彈簧壓縮時消滅彎曲，破壞振動的穩(wěn)定性。5、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(學(xué)生試驗(yàn))導(dǎo)線試驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證機(jī)械能守恒定律。試驗(yàn)原理：求做自由落體運(yùn)動物體的重力勢能的削減量和相應(yīng)過程動能的增加量。假設(shè)二者相等，說明機(jī)械能守恒，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。測定某點(diǎn)瞬時速度的方法是：物體作勻變速直線運(yùn)動，在某時間的平均速度等于中間時刻的瞬時速度。學(xué)生操作：將打點(diǎn)計(jì)時器固定在鐵架臺上；將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器。下落，紙帶上打下一系列小點(diǎn)。從打出的幾條紙帶中選擇第一、二點(diǎn)間的距離接近2mm且點(diǎn)跡清楚的紙帶進(jìn)展測量。AB點(diǎn)時與A的距離為hv。B B下落到C點(diǎn)時與A的距離為h，此時速度為v。C C1：運(yùn)用動能定理時，要確定初、末狀態(tài)。初、末狀態(tài)怎么選？(B點(diǎn)為初狀態(tài)，C點(diǎn)為末狀態(tài)。)A2：為什么不選最高點(diǎn)和最低點(diǎn)？(00vhB替一般。vhB△B物體從B到C的過程中，只有重力做功。由動能定理： vW = E△B總 KC１ １mg(h-h)=－mv2-－mv2 hB C ２

C ２ B C １ １整理： mgh-mgh=－mv2-－mv2B C２ C ２ Bo o P減 K增3：上式左邊表示什么意思？右邊表示什么意思？(左邊表示重力勢能的削減量，右邊表示動能的增加量。)4：整個式子表示什么意思？(物體重力勢能的削減量等于動能的增加量。)問5械能變了嗎？(沒有變。)這個式子說明，雖然物體的重力勢能和動能發(fā)生了變化，但物體的機(jī)械能總量卻沒有變，即機(jī)械能守恒。１ １將上式變形： mgh+－mv2=mgh+－mv2B２ B C２ C( EA = EB )6：上式左邊表示什么意思？右邊表示什么意思？(左邊表示初狀態(tài)的機(jī)械能，右邊表示末狀態(tài)的機(jī)械能。)7：整個式子表示什么意思？(表示初狀態(tài)的機(jī)械能等于末狀態(tài)的機(jī)械能。即機(jī)械能守恒。)表達(dá)式

E=E1 2１ １mgh+－mv2=mgh+－mv21２ 1 2２ 2o △ △ o △ △ P減 K增 P增 K減成立條件①沒有介質(zhì)阻力和摩擦力②只發(fā)生動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化即：只有重力和彈簧的彈力做功，其它力不做功。以上兩條件必需同時滿足，機(jī)械能才守恒，缺一不行。(3)應(yīng)用①明確爭論對象和運(yùn)動過程；②分析受力狀況，看是否滿足守恒條件；③確定初狀態(tài)和末狀態(tài)，選定零勢能面，確定初、末狀態(tài)的機(jī)械能；④列方程，求解。留意事項(xiàng)：試驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時器的安裝，兩紙帶限位孔必需在同一豎直線上，以削減摩擦阻力。(2)試驗(yàn)時必需先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時器工作正常后才能松開紙帶讓重錘落下。紙帶上端最好不要懸空提著，而要用手按在墻上，這樣可保證下落的初速度為零，并且紙帶上打出的第一個點(diǎn)是清楚的一個小點(diǎn)。h值的相對誤差，選取的各個計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)些，紙帶也不宜過長，有效長度可在60cm-80cm以內(nèi)。因不需要知道動能的具體數(shù)值，因此不需要測量重物的質(zhì)量m。(6)鐵架臺上固定打點(diǎn)計(jì)時器的夾子不行伸出太長，以防鐵架臺翻倒。誤差分析：誤差來源——打點(diǎn)計(jì)時器的阻力、空氣阻力、長度測量。減小誤差方法——0點(diǎn)量起，多測幾次取平均值。動量和動量守恒沖量、動量和動量定理1、沖量試驗(yàn)儀器：氣墊導(dǎo)軌(J2125)、小型氣源(J2126)、鉤碼、滑塊、細(xì)繩用的時間不同.2、動量的變化塊、數(shù)字計(jì)時器(J0201-CC)、天平教師操作：數(shù)字計(jì)時器用S2；使用一只光電門；用手推滑塊，經(jīng)過光電門，經(jīng)擋板反彈后再次經(jīng)過光電門，停頓計(jì)時；計(jì)算動量的變化。3、動量定理2只、較厚的海綿墊；玻璃杯、紙條教師操作：讓兩只雞蛋同時從高出落下(盡量抬高)，一只落在海綿墊上，一只落在水泥地板上。教師操作：紙條放在桌上，上邊壓上玻璃杯，緩慢抽動紙條；快速抽動紙條，比較。試驗(yàn)結(jié)論：延長了作用時間，作用力減小。4、驗(yàn)證動量定理試驗(yàn)儀器：電磁打點(diǎn)計(jì)時器(J0203型)、學(xué)生電源(J1202型)、軌道(帶定滑輪)、小車、紙帶、天平(托盤天平或?qū)W生天平)、線、砝碼、砝碼盤試驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證物體做直線運(yùn)動時，其動量的增量等于合外力的沖量，以加深學(xué)生對動量定理的理解。動量定理：物體在恒力作用下做直線運(yùn)動時，動量定理可表述為F t＝mv′－mv只要合試驗(yàn)測得F t與mv′－mv在試驗(yàn)誤差范圍內(nèi)相等，則動量定理被驗(yàn)證。而t、v′、v均可由合打點(diǎn)紙帶測定，F(xiàn) 也可以用平衡法直接測定。當(dāng)在砝碼盤中加適量的砝碼，使得小車能沿合斜面對上做勻速運(yùn)動時，線的拉力T就等于砝碼盤和砝碼所受的重力mg，而T又等于小車所受的重力沿斜面對下的分力，即小車自由釋放后沿斜面對下做加速運(yùn)動的力。教師操作：和砝碼盤所受的重力mg，這就是小車沿斜面自由向下運(yùn)動時所受力的大小。用天平稱出小車的質(zhì)量m，保持斜面傾角不變，在斜面頂端裝上電磁打點(diǎn)記時器。使打點(diǎn)計(jì)時器工作，放開小車，打出紙帶后斷開電源。取下紙帶，大約隔十個以上的點(diǎn)跡取兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B，測出相應(yīng)的S、S、t ，A B AB將有關(guān)結(jié)果記入下表。測量測量編號小車質(zhì)量小車加速運(yùn)動時的計(jì)數(shù)點(diǎn)四周的位移計(jì)數(shù)點(diǎn)處的即時速度計(jì)數(shù)點(diǎn)間合力的沖的時間tSABAB小車的動量增量ASBVAVB1234Ftmv－mvB A個計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)展同樣的測算，再次進(jìn)展驗(yàn)證。(1)中可以讓小車帶著穿過了打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶一起勻速下移，則mg的值更接近小車加速下移時的合力的大小。動量守恒定律1、動量守恒(J2125)(J2126)(J0201-CC)2只、重量與滑塊相等的重物、天平教師操作：氣墊導(dǎo)軌保持水平；調(diào)整好兩只滑塊到兩端擋板的距離，中間壓緊彈簧，拴好細(xì)線；用火柴燒斷細(xì)線。試驗(yàn)原理：0=mv1

-mv2

=>0=ms1

-ms=>s=s2 1 20=2mv-mv=>0=2ms-ms=>2s=s1 2 1 2 1 22、完全非彈性碰撞試驗(yàn)儀器：氣墊導(dǎo)軌(J2125)、小型氣源(J2126)、數(shù)字計(jì)時器(J0201-CC)、水平尺、彈簧22只教師操作：數(shù)字計(jì)時器選擇S；氣墊導(dǎo)軌保持水平；一只滑塊置于兩光電門之間，輕2推另一只滑塊；比較兩個示數(shù)。試驗(yàn)現(xiàn)象：第一只滑塊停下來，另一只以第一只的速度運(yùn)動(兩只光電門的示數(shù)根本一樣)。3、用沖擊擺測彈丸的速度試驗(yàn)儀器：沖擊擺(J2136型)、直尺、學(xué)生天平想。試驗(yàn)原理：如圖，假設(shè)質(zhì)量為m的彈丸以某一速度v水平射入懸掛著的質(zhì)量為M的靜止擺塊中并一起以共同速度v′運(yùn)動，則在射入過程中，由動量守恒定律得：mv=(m+M)v′ (1)在彈丸與擺塊一起上升過程中機(jī)械能守恒：12(m+M)v′2=(m+M)gh (2)且h=l(1-cosθ) (3)由(1)、(2)、(3)可得：M+mM+mm2gl(1-cosθ)

(4)只要在試驗(yàn)中測得M、m、L、θ，則由(4)式可求得彈丸的入射速度。沖擊擺：教師操作：長度，使擺塊上外表呈水平，側(cè)面與刻度板平行，前端面與刻度板的零刻度線對齊(假設(shè)沒有對齊，可調(diào)整底座上位于一側(cè)中部的螺釘)，后端面的入射孔與彈簧槍口正對(偏左或偏右時，也可調(diào)整調(diào)整螺釘)。(5°～10°范圍)。壓下扳機(jī)，射出彈丸，彈丸進(jìn)入擺塊后推動擺在擺塊返回時，用手將其止住。登記指針的最大偏角θ。把指針撥回1°～2°。取出彈丸，觀看擺塊的靜止位置是否抱負(fù)，并作適當(dāng)調(diào)整。重把槍機(jī)拉在第一擋上，安上彈丸，重復(fù)步驟(2)3次。使槍機(jī)處于其次擋及第三擋，重復(fù)步驟(2)、(3)3次。彈丸質(zhì)量m= kg，擺塊質(zhì)量M=kg，懸線長彈丸質(zhì)量m= kg，擺塊質(zhì)量M=kg，懸線長L=m，g=m/s2擋次第一擋(低速擋)其次擋(中速擋)第三擋(高速擋)試驗(yàn)次數(shù)123123123指針偏角測量值平均值彈丸速度(m/s)4、完全彈性碰撞試驗(yàn)儀器：氣墊導(dǎo)軌(J2125)、小型氣源(J2126)、數(shù)字計(jì)時器(J0201-CC)、水平尺、橡皮22只教師操作：數(shù)字計(jì)時器選擇S；氣墊導(dǎo)軌保持水平；一只滑塊置于兩光電門之間，輕2推另一只滑塊；比較兩個示數(shù)。(其次只光電門的示數(shù)大約是第一只光電門的一半)。5、動量守恒的根本條件試驗(yàn)儀器：氣墊導(dǎo)軌(J2125)、小型氣源(J2126)、數(shù)字計(jì)時器(J0201-CC)、2只、在氣墊導(dǎo)軌(視為沒有摩擦力)上有一個彈簧振子系統(tǒng)，如下圖，兩振子的質(zhì)量分m1

m.爭論此系統(tǒng)在振動時動量是否守恒。2(豎直方向重力與支持力平衡)，所以此系統(tǒng)振動時動量守恒，即向左的動量與向右的動量大小相等。μm＝m

m≠m

兩種狀況下振動系統(tǒng)的動量是否守恒。

1 2 1 2分析：mm所受摩擦力分別為f＝μmgf＝μmg.由于振動時兩振1 2 1 1 2 2子的運(yùn)動方向總是相反的，所以ff的方向總是相反的。1 2對m和m振動系統(tǒng)來說合外力∑F ＝f+f，但留意是矢量合.實(shí)際運(yùn)算1 2 外 1 2時為 ∑F ＝μmg-μmg外 1 2明顯，假設(shè)m＝m，則∑F ＝0，則動量守恒；1 2 外m≠m，則∑F1 2

≠0，則動量不守恒。外向?qū)W生提出問題：m＝m

時動量守恒，那么動量是多少？1m≠m1

2時動量不守恒，那么振動狀況可能是怎樣的？與學(xué)生共同分析：m＝m時動量守恒，系統(tǒng)的總動量為零.開頭時(釋放振子時)p＝0，此后振動時，當(dāng)1 2pp均不為零時，它們的大小是相等的，但方向是相反的，所以總動量仍為零。1 2數(shù)學(xué)表達(dá)式可寫成：mv＝mv11 22m≠m時∑F ＝μ(m-m)g.其方向取決于m和m的大小以及運(yùn)動方向。比方m＞1 2 外 1 2 1 2 1mm向右(m向左)運(yùn)動，結(jié)果系統(tǒng)所受合外力∑F方向向左(f向左，f

向右，而2 1 2 1 2且 f＞f).結(jié)果是在前半個周期里整個系統(tǒng)一邊振動一邊向左移動。1 2進(jìn)一步提出問題：(假設(shè)還沒有學(xué)過機(jī)械能守恒此局部可省略)m＝m2的狀況下，振動系統(tǒng)的動量守恒，其機(jī)械能是否守恒？1分析：振動是動能和彈性勢能間的能量轉(zhuǎn)化.但由于有摩擦存在，在動能和彈性勢能往停頓.所以雖然動量守恒(p＝0)，但機(jī)械能不守恒。(從振動到不振動)6、某一方向上動量守恒試驗(yàn)儀器：碰撞球系統(tǒng)(兩球和多球)；反沖小車——后將試管塞彈出，與此同時，小車后退。教師操作：小球碰撞試驗(yàn)——說明在碰撞時水平方向外力為零(豎直方向有向心力)，因此水平方向動量守恒。結(jié)論碰撞時兩球交換動量(m m )，A B系統(tǒng)的總動量保持不變。7、反沖試驗(yàn)儀器：氣球；反沖運(yùn)動演示器(J2167)、水教師操作：拿一個氣球，給它充分氣，然后松手，觀看現(xiàn)象。試驗(yàn)現(xiàn)象：釋放氣球后，氣球內(nèi)的氣體向后噴出，氣球向相反的方向飛出。教師操作：將水倒入反沖運(yùn)動演示器的漏斗形容器內(nèi)。試驗(yàn)現(xiàn)象：水沿兩個彎管噴出，彎管帶動漏斗形容器一起轉(zhuǎn)動。8、火箭試驗(yàn)儀器：鋁箔、火柴、支架刮下的藥粉，把細(xì)管放在支架上，用火柴或其他方法給細(xì)管加熱。m m1 20`MPNm m1 20`MPN試驗(yàn)儀器：斜槽、玻璃球、鋼球、重錘線一條、白紙、復(fù)寫紙、天平一臺、刻度尺、圓規(guī)、三角板試驗(yàn)?zāi)康模籂幷撆鲎?對心正碰)中的動量守恒。m和m1 2

的兩個小球發(fā)生正碰m1

運(yùn)動，m 靜止，依據(jù)動量守恒定律應(yīng)有： mv=mv′+mv

′。因小球從2 11 11 22斜槽上滾下后做平拋運(yùn)動，由平拋運(yùn)動學(xué)問可知，只要小球下落的高度一樣，在落地前運(yùn)動的時間就一樣，則小球的水平速度假設(shè)用飛行時前后飛出的水平距離，代入公式就可以驗(yàn)證動量守恒定律。即mOP=mOM+mO′N。主要測量的物理量：

1 1 2入射球質(zhì)量m1

和被碰球質(zhì)量m。2入射球和被碰球半徑r。入射球平拋運(yùn)動的水平位移OP，碰撞后兩球的水平位移OM和O′N。試驗(yàn)步驟：用天平測量出小球質(zhì)量m1

m。2安裝好試驗(yàn)裝置，將斜槽固定在桌邊，使槽的末端點(diǎn)切線水平，把被碰小球放在斜碰球的球心連線與軌道末端的切線水平，以確保正碰后的速度沿水平方向。在地上鋪一張白紙，在白紙上鋪放復(fù)寫紙。在白紙上登記重垂線所指的位置O，它表示入射球m1

碰前的位置。先不放被碰小球，讓入射球從斜槽上同一高度處滾下，重復(fù)10次，用圓規(guī)畫盡可能小的圓把全部的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心就是入射球不碰時的落地點(diǎn)P。10次，仿步驟(5)求出入射小球落點(diǎn)平均位置M和被碰小球落點(diǎn)平均位置N。O、NOO′=2r，O′就是被碰小球碰撞時的球心投影位置。用刻度尺量出線段OM、OP、O′N的長度。把兩小球的質(zhì)量和相應(yīng)的速度值帶入mOP=m1OM+mO′N，看是否成立。1 2留意事項(xiàng)：斜槽末端的切線必需水平。使小支柱與槽口的距離等于小球直徑。認(rèn)真調(diào)整小支柱的高度，使兩小球碰撞時球心在同一高度上，球心連線與斜槽末端的延長線相平行。入射小球每次都必需從斜槽同一高度由靜止釋放。(5)入射小球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量。試驗(yàn)過程中試驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置始終保持不變。假設(shè)試驗(yàn)臺過高，可把斜槽固定在鐵架臺上，白紙、復(fù)寫紙鋪在桌面上試驗(yàn)?！八健焙汀罢觥笔遣俅螅瑒恿渴睾愕恼`差越小，應(yīng)進(jìn)展屢次碰撞，落點(diǎn)取平均位置來確定，以減小偶然誤差。機(jī)械振動簡諧運(yùn)動振動圖像1、機(jī)械振動試驗(yàn)儀器：鋼板尺、鐵架臺、單擺、豎直彈簧振子、皮筋球教師操作：演示振動一端固定的鋼板尺(2)單擺彈簧振子穿在橡皮繩上的塑料球提出問題：這些物體的運(yùn)動各不一樣——運(yùn)動軌跡是直線的、曲線的；運(yùn)動方向水平的、豎直的；物體各局部運(yùn)動狀況一樣的、不同的??它們的運(yùn)動有什么共同特征？試驗(yàn)歸納：物體振動時有一中心位置，物體(或物體的一局部)在中心位置兩側(cè)做往復(fù)運(yùn)動，振動是機(jī)械振動的簡稱。2、簡諧運(yùn)動試驗(yàn)儀器：氣墊彈簧振子(J2201)、微型氣源(J2126)教師操作：演示氣墊彈簧振子的振動。試驗(yàn)結(jié)論：①滑塊的運(yùn)動是平動，可以看作質(zhì)點(diǎn)。②彈簧的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，可以無視不計(jì)。明確：一個輕質(zhì)彈簧連接一個質(zhì)點(diǎn)，彈簧的另一端固定，就構(gòu)成了一個彈簧振子。③沒有氣墊時，阻力太大，振子不振動；有了氣墊時，阻力很小，振子振動。說明我們爭論在沒有阻力的抱負(fù)條件下彈簧振子的運(yùn)動。教師操作：不給氣墊供氣，分析滑塊在各處各量的值及變化。振子的振動A振子的振動AOA′A′OOAOO點(diǎn)位移的向右向左向左向右方向和大小變減小增大減小增大化回復(fù)力的方向回復(fù)力的方向向左向右向右向左和大小變化減小增大減小增大加速度的方向向左向右向右向左和大小變化減小增大減小增大速度的方向和向左向左向右向右大小變化增大減小增大減小3、振幅試驗(yàn)儀器：氣墊彈簧振子(J2201)、微型氣源(J2126)；音叉教師操作：小扣和重敲音叉，比較聲音。教師操作：把振子拉離到不同位置釋放。4、周期和頻率與振幅的關(guān)系試驗(yàn)儀器：兩個勁度系數(shù)相差較大的彈簧振子、