資源簡介

驗證力的平行四邊形定則
二、實驗原理
一個力F′的作用效果和兩個力F1、F2的作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點，所以力F′就是這兩個力F1和F2的合力．作出力F′的圖示，再根據平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示，比較F和F′的大小和方向是否都相同，若相同，則說明互成角度的兩個力合成時遵循平行四邊形定則．
三、實驗器材
方木板，白紙，彈簧測力計(兩只)，橡皮條，細繩套(兩個)，三角板，刻度尺，圖釘(幾個)，細芯鉛筆．
四、實驗步驟
1．用圖釘把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A點，橡皮條的另一端拴上兩個細繩套．
3. 用兩只彈簧測力計分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮
條與繩的結點伸長到某一位置O，如圖1所示，記錄兩彈簧測力計
的讀數，用鉛筆描下O點的位置及此時兩細繩套的方向．
(
圖
1
)4．只用一只彈簧測力計通過細繩套把橡皮條的結點拉到同樣的位置
O，記下彈簧測力計的讀數和細繩套的方向．
5．改變兩彈簧測力計拉力的大小和方向，再重做兩次實驗．
五、數據處理
1．用鉛筆和刻度尺從結點O沿兩細繩套方向畫直線，按選定的標度作出這兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過O點畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F的圖示．
2．用刻度尺從O點按同樣的標度沿記錄的方向作出只用一只彈簧測力計時的拉力F′的圖示．
3．比較F與F′是否完全重合或幾乎完全重合，從而驗證平行四邊形定則．
六、誤差分析
1．讀數誤差：減小讀數誤差的方法：選擇相同的彈簧測力計并調整好零刻度；彈簧測力計數據在允許的情況下，盡量大一些，讀數時眼睛一定要正視，要按有效數字正確讀數和記錄．
2．作圖誤差：減小作圖誤差的方法：作圖時要畫準結點O的位置和兩個測力計的方向．兩個分力F1、F2間的夾角越大，用平行四邊形定則作出的合力F的誤差ΔF就越大，所以實驗時不要把F1、F2間的夾角取得太大；作圖比例要恰當．
七、注意事項
1．在同一次實驗中，使橡皮條拉長時，結點O位置一定要相同．
2．用兩只彈簧測力計鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時，夾角不宜太大也不宜太小，在60°～90°之間為宜．
3．讀數時應注意使彈簧測力計與木板平行，并使細繩套與彈簧測力計的軸線在同一條直線上，避免彈簧測力計的外殼和彈簧測力計的限位孔之間有摩擦．讀數時眼睛要正視彈簧測力計的刻度，在合力不超過量程及橡皮條彈性限度的前提下，拉力的數值盡量大些．
4．細繩套應適當長一些便于確定力的方向．不要直接沿細繩套的方向畫直線，應在細繩套末端用鉛筆畫一個點，去掉細繩套后，再將所標點與O點連接，即可確定力的方向．
5．在同一次實驗中，畫力的圖示所選定的標度要相同，并且要恰當選取標度，使所作力的圖示稍大一些．
記憶口訣
結點位置O確定，兩繩夾角要適中.
力秤木板要平行，眼睛讀數垂直秤.
細繩套應適當長，鉛筆兩點定方向.
畫力標度要適當，不然誤差要粗放
探究加速度與力、質量的關系
1．實驗原理(見實驗原理圖)
(1)保持質量不變，探究加速度跟合外力的關系．
(2)保持合外力不變，探究加速度與質量的關系．
(3)作出a－F圖象和a－圖象，確定其關系．
2．實驗器材
小車、砝碼、小盤、細繩、附有定滑輪的長木板、墊木、打點計時器、低壓交流電源、導線兩根、紙帶、天平、米尺．
3．實驗步驟
(1)測量：用天平測量小盤和砝碼的質量m′和小車的質量m.
(2)安裝：按照如實驗原理圖所示裝置把實驗器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細繩系在小車上(即不給小車牽引力)．
(3)平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，使小車能勻速下滑．
(4)操作：①小盤通過細繩繞過滑輪系于小車上，先接通電源后放開小車，取下紙帶編號碼．
②保持小車的質量m不變，改變砝碼和小盤的質量m′，重復步驟①.
③在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，測加速度a. ④描點作圖，作a－F的圖象．
⑤保持砝碼和小盤的質量m′不變，改變小車質量m，重復步驟①和③，作a－圖象．
1．注意事項
(1)平衡摩擦力：適當墊高木板的右端，使小車的重力沿斜面方向的分力正好平衡小車和紙帶受到的阻力．在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細繩系在小車上，讓小車拉著穿過打點計時器的紙帶勻速運動．
(2)不重復平衡摩擦力． (3)實驗條件：m?m′.
(4)一先一后一按：改變拉力和小車質量后，每次開始時小車應盡量靠近打點計時器，并應先接通電源，后釋放小車，且應在小車到達滑輪前按住小車．
2．誤差分析
(1)因實驗原理不完善引起的誤差：本實驗用小盤和砝碼的總重力m′g代替小車的拉力，而實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力．
(2)摩擦力平衡不準確、質量測量不準確、計數點間距測量不準確、紙帶和細繩不嚴格與木板平行都會引起誤差．
3．數據處理
(1)利用Δx＝aT2及逐差法求a.
(2)以a為縱坐標，F為橫坐標，根據各組數據描點，如果這些點在一條過原點的直線上，說明a與F成正比．
(3)以a為縱坐標，為橫坐標，描點、連線，如果該線為過原點的直線，就能判定a與m成反比．
(
圖
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6
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1
)驗證機械能守恒定律實驗
1．實驗目的：學會用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗方法和技巧．
2．實驗原理：在只有__________的自由落體運動中，物體的____________可以相互轉化． 但總的機械能守恒，若物體某時刻瞬間速度為v，下落高度為h，恒有mgh=mv2/2故只需借助打點計時器，測出重物某時刻的__________和該時刻的_____________即可驗證機械能是否守恒．
3．實驗器材：鐵架臺(帶鐵夾)、打點計時器、重錘(帶紙帶夾子)、紙帶、復寫紙片、__________、導線、低壓交流電源．
一、實驗過程
　　(1) 按圖4-6-1所示把打點計時器安裝在鐵架臺上，連好電源．
　　
(2) 把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好，另一端穿過打點計時器限位孔; 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，先打開打點計時器的開關，后松手讓重錘帶著紙帶自由下落．
　　(4) 重復幾次，得到3～5條打好點的紙帶．
二、注意事項
　　(1) 安裝打點計時器時，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩 擦阻力．
　　(2) 實驗時，必須保持提起的紙帶豎直，手不動，待接通電源：讓打點計時器工作穩定后再松開紙帶，以保證第一點是一個清晰的點．
　　(3) 測量高度h時，應從起始點算起，為減小h的相對誤差，選取的計數點要離起始點遠些，紙帶不宜過長，有效長度可60～80 cm．
　　(4) 因為是通過比較mv2/2和mgh是否相等驗證機械能是否守恒，故不需要測量重錘的質量．
三、數據處理
　　在已經打好的紙帶中挑選點跡清晰的一條紙帶，在起始點標上O，以后各點依次標上1, 2, 3, …用刻度尺測出對應下落高度、、 …，計算各點對應的瞬時速度、、…，計算瞬時速度時應注意，可以測出第n點的相鄰前后兩段相等時間T內下落的距離和, 由公式計算出，或由公式計算出第n點的瞬時速度，然后計算各點對應的勢能減少量 mghn和動能增量mvn2/2 進行比較． 計算時不需要測量出重錘質量m．
　　這個實驗也可以用紙帶上任意兩點，第N點和第N+M點的機械能總量是否相等來驗證機械能守恒定律，仍先計算出各點對應的下落高度h1、h2、h３…hN…hN+M…方法同上，再計算出各點對應的瞬時速度，v1、v2、v3…vN…vN+M…方法同上，然后計算打N點時機械能總量EN=mvn2/2+mghn和N+M點機械能總量EN+M=mvN+M2/2+mghN+M，如果機械能守恒，則應有EN=EN+M即mvn2/2+mghn=mvN+M2/2+mghN+M 只要證明出m(vN+M2-vN2)/2=mg(hn-hN+M)即可
四、誤差分析
　　本實驗把重錘帶動紙帶的下落作為自由落體運動處理，實際上由于存在摩擦阻力一定會使結果出現偏差． 因為實際計算出來的速度vn應小于無其他阻力時對應于該點的速度，也就是說最終結果應當出現動能增量mvn2 /2 略小于重力勢能減小量mghn．
　　在計算任意一點的瞬時速度vn時，采用的方法是或的方法，而沒有用vn=n·gt的方法計算，也是出此考慮，如果用vn=n·gt計算第n點速度，實際上是用理論的g值代替了實際上的加速度a, 且a＜g，則vn結果將會偏大，再者做這個實驗時是先接通電源，再放手，可能造成紙帶上記錄的最初兩點之間的時間間隔小于0．02 s 用vn=n·gt計算時仍按0．02 s計算，也會使vn值偏大，無論怎樣，使用vn=n·gt計算瞬時速度都將使動能增量的計算值偏大．

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