高中物理力学实验总结

高中物理力学实验总结

力学实验

实验一：研究匀变速直线运动，测定匀变速直线运动的加速度（含练习使用打点计时器）

1．打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器4-6v 交流电，电火花220v 交流电，它每隔0.02s 打一次点（电源频率是50Hz ）。 2．由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量。求任一计数点对应的即时速度v ：2T s s 1)

(n n ++==v v n ；如T

s s v 2322+=(其中T =5×0.02s=0.1s ） 3．由纸带求物体运动加速度的方法：

(1)利用上图中任意相邻的两段位移求a ：如2

23T s s a -=

(2)用“逐差法”求加速度：（T 为相邻两计数点间的时间间隔）求

⇒++=⇒===3a a a a 3T

s -s a ;3T s -s a ;3T s -s a 321236

3225

22141()()2

3216549T s s s s s s a ++-++= (3)用v-t 图法：即先根据2T s s 1)

(n n ++=n v ；求出打第n 点时纸带的瞬

时速度，再求出各点的即时速度，画出如图的v-t 图线，图线的斜率即加速度。

[实验步骤]

[注意事项]1．纸带打完后及时断开电源。

2．小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50cm 的范围内清楚地取7～8个计数点为宜。

3．应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数点，选取的记数点

不少于6个（即每隔5个时间间隔取一个计数点），是为求加速度时便于计算。

4．不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离，读数时应估读到毫米的下一

位。所取的计数点要能保证至少有两位有效数字

5．平行：纸带和细绳要和木板平行．

6．两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源后取纸带．

7.电压若增大，打点更清晰；频率若增加，打点周期更短；

8.若打出短线，增加振针与复写纸的距离； 9.若初速度为0，则选1,2点距离为2mm 为宜；

实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系

[注意事项]1．不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧弹性限度．

2．尽量多测几组：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据．

3.使用数据时应采用0L L X 即弹簧长度变化量.

4．统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位． 实验三：验证力的平行四边形定则

[注意事项]1．用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面

平行的同一平面内。使用的弹簧秤是否良好（是否在零刻度），拉动时尽可能不与其它部分接触产生摩擦，拉力方向应与轴线方向相同。

2．同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O 必须保持不变。3．结点的位置和线方向要准确;

4.角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角60°～100°为宜．

5.合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变尽量大,细绳套适当长一些,便于确定力的方向．

6.统一标度：在同一次实验中，画力的图示标度要相同，要恰当选定标度，使力的图示稍大一些． 实验四：验证牛顿运动定律

[实验原理]1．如图所示装置，保持小车质量不变，改变小桶内砂的质量，从而改变细线对小车的牵引力，

测出小车的对应加速度，作出加速度和力的关系图线，验证加速度是否与外力成正比。

2．保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码，改变小车的质量，测出小车的对应加速度，作出加速度和质量倒数的关系图线，验证加速度是否与质量成反比。 [实验器材]小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫木，

打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，托盘天平及砝码，

米尺等。

[实验步骤]1．用天平测出小车和小桶的质量M 和M'，把数据记录下来。

2．按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。

3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木的位置，直至小车在斜面上

可以保持匀速直线运动状态（也可以从纸带上打的点是否均匀来判断）。

4．在小车上加放砝码,小桶里放入适量的砂,把砝码和砂的质量m 和m'记录下来.把细线系在小车上并绕过

滑轮悬挂小桶,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。

5．保持小车的质量不变，改变砂的质量（要用天平称量），按步骤4再做5次实验。

6．算出每条纸带对应的加速度的值。

7．用纵坐标表示加速度a ，横坐标表示作用力，即砂和桶的总重力(M'+m')g ，根据实验结果在坐标平面上

描出相应的点，作图线。若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。

8．保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度，

用纵坐标表示加速度a ，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据实验结果描出相应的点，并作图线，若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比。

[注意事项]1．砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的

2．在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源。用手轻轻地给小车一个初速度，如

果在纸带上打出的点的间隔是均匀的,则表示平衡完毕，加砝码后不需再平衡;

3. 只要重物的质量远小于小车的质量，那么可近似认为重物所受重力大小等于小车所受的合外力的大小。

4.作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，但

如遇个别特别偏离的点可舍去。

5. 一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后

放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．

实验六：验证机械能守恒定律

[实验原理]

当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速度为v ，下落高度为h ，则应有：mgh= 221

m v ，借助打点计时器，测出重物某时刻的下

落高度h 和该时刻的瞬时速度v ，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。

测定第n 点的瞬时速度的方法是：测出第n 点的相邻前、后两段相等时间T 内下落的距离s n 和s n+1，

由公式v n ＝d n ＋1－d n －12T

算出，如图所示。 [实验器材] 铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线，带铁夹的重缍，纸带，米尺。