高中物理实验大全

一.物理实验的目的与要求

1、实验目的

(1)教会学生用实验研究物理现象与规律，包括：

A.正确选择实验方法与实验器材。

B.学会控制实验条件。

C.知道如何实验、判断结果的可靠程度。

(2)帮助学生理解和掌握有关课程内容和重要的物理概念，以形成物理思想，培养解

决物理问题的能力。

(3)通过实验培养掌握基本物理量的测量方法，以培养实验技能。

(4)培养学生严谨的实验态度、科学的实验方法及良好的实验习惯。

2、做好实验的基本要求

(1)实验前必须做好如下准备：

①明确实验目的，弄懂实验原理

②了解仪器性能，熟悉操作步骤

③设计记录表格，掌握注意事项

(2)实验中必须手脑并用，做到心到、眼到、手到：

①仔细调整实验装置，正确使用实验仪器

②保证满足实验条件，注意规范实验操作

③认真观察实验现象，客观记录实验数据

(3)实验后必须对数据进行处理：

①尊重实验客观事实，正确分析记录数据

②合理做出实验结论，独立完成实验报告

二.实验的七种主要思想

1、控制变量法在实验中或实际问题中，常有多个因素在变化，造成规律不易表现出来，

这时可以先控制一些物理量不变，依次研究某一个因素的影响和利用。如气体的性质，压

强、体积和温度通常是同时变化的，我们可以分别控制一个状态参量不变，寻找另外两个

参量的关系，最后再进行统一。欧姆定律、牛顿第二定律等都是用这种方法研究的。

2、等效替代法某些物理量不直观或不易测量，可以用较直观、较易测量而且又有等效

效果的量代替，从而简化问题。如在验证动量守恒实验中，发生碰撞的两个小球的速度不

易直接测量，可用水平位移代替水平速度研究；在描绘电场中的等势线时，用电流场来模

拟电场等都用了等效思想。

3、累积法把某些难以用常规仪器直接准确测量的物理量用累积的方法，将小量变大

量，不仅可以便于测量，而且还可以提高测量的准确程度，减小误差。如测量均匀细金属

丝直径时，可以采用密绕多匝的方法；测量单摆的周期时，可测30-50个全振动的时间；分

析打点计时器打出的纸带时，可隔几个点找出计数点分析等。

4、留迹法有些物理过程是瞬息即逝的，我们需要将其记录下来研究，如同摄像机一

样拍摄下来分析。如用沙摆描绘单摆的振动曲线；用打点计时器记录物体位置；用频闪照

相机拍摄平抛的小球位置；用示波器观察交流信号的波形等。

5、外推法有些物理量可以局部观察或测量，作为它的极端情况，不易直观观测，如

果把这局部观察测量得到的规律外推到极端，可以达到目的。例如在测电源电动势和内电

阻的实验中，无法直接测量1=0（断路）时的路端电压（电动势）和短路（U=0）时的电流强度，

通过一系列U、I对应值点画出直线并向两方延伸，交U轴点为电动势，交I轴点为短路电

流。

6、近似法在复杂的物理现象和物体运动中，影响物理量的因素较多，有时为了突出

主要矛盾，可以有意识的设计实验条件、忽略次要因素的影响，用近似量当成真实量进行

测量。

7、放大法对于物理实验中微小量或小变化的观察，可采用放大的方法。例如游标卡

尺、放大镜、显微镜等仪器都是按放大原理制成的。

基本测量

1、长度的测量仪器有刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器。

2、时间的测量仪器主要是打点计时器和停表。

3、质量的测量仪器是天平。

4、电路的测量电流、电阻、电压等是直流电路中重要的物理量，也是考查几率很高

的内容，要学会这些表的连接、量程的选择、读数及构造原理。

5、其它物理量的测量温度、体积、压强（水银柱高度差）、折射率（可以转化为长度

的测量）等的测量，都以长度测量为基础。

测量仪器的读数规则

在直接测量中读出的测量值的有效数字的最后一位要与读数误差所在的一位取齐，因

而测量仪器读数规则为：测量误差出现在哪一位，读数就应相应读到哪一位。在中学阶段

一般可根据测量仪器的最小分度来确定读数误差出现的位置。对于常用的仪器可按下述方

法读数：

1、最小分度是“1”的仪器，测量误差出现在下一位，下一位按十分之一估读。如最小

刻度是1mm的刻度尺，测量误差出现在毫米的十分位上，估读到十分之几毫米。

2、最小分度是"2"或〃5”的仪器，测量误差出现在同一位上，同一位分别按二分之一

或五分之一估读。如学生用的电流表0.6A量程，最小分度为0.02A,误差出现在安培的百

分位，只读到安培的百分位，估读半小格，不足半小格的舍去，超过半小格的估读，以安

培为单位读数时，百分位上的数字可能为0、1、2……9；学生用的电压表为15V量程，最

小分度为0.5V,测量误差出现在伏特的十分位上，只估读到伏特的十分位，估读五分之几

小格，以伏特为单位读数时，十分位上的数字可能为0、1、2……9。

3、下列仪器在最小分度间不进行估读：游标卡尺只要求读数是游标最小分度值的整

数倍；液体温度计读数为的整数倍即可；体温计读数应是0.的整数倍；机械秒表和

指针式电子秒表在最小分度间不进行估读；欧姆表一般不要求估读，指针靠近哪条刻线，

就读哪条刻线的数值。

三.有效数字

带有一位不可靠数字的近似数据叫有效数据，有效数字的最后一位是测量者估读出来

的，因此这一位数字是不可靠的，也是误差所在位。

计算中遵守有效数字规则：

(1)不可靠数字与别的数相加减、相乘除，所得的结果也是不可靠的。

(2)计算结果只能保留位不可靠数字，但在计算过程中，可以保留两位不可靠数字,

最后再四舍五入。

(3)物体的个数、实验的次数是准确数，它们与近似数相乘除时，有效数字的位数应

等于原来近似数的有效数字位数。

有效数字的位数是从左起第一位非零数字算起到最后一位数字(含零)的总位数，其最后一

位即不可靠数字，是估读得到的。

实验数据常用的处理方法

1、直接比较法中学物理的某些实验，只需通过定性的确定物理量间的关系，或将实

验结果与标准值相比较，就可得出实验结论的，则可应用直接比较法。如研究“验证力的

平行四边形定则”实验中，可直接比较实验中测出的合力和根据实验做出的平行四边形的

对角线，比较两矢量的大小和方向，可确定是否达到了验证平行四边形定则的目的；在"

研究电磁感应现象''的实验中，可在观察、记录的基础上，经过比较和推理，得出产生感

应电流的条件和判定感应电流方向的方法。

2、描迹法描迹可形象直观地直接反映实验结果。如在“研究平抛物体的运动”实验中，

用描迹法直接描绘小球的运动轨迹；在“电场中等势线的描绘”的实验中，用描迹法描绘等

势线等。应用描迹法时应注意：

(1)所描出的曲线或直线应是平滑的，不应有突然的转折。

(2)个别点若偏离所描出的曲线太远，可认为是某种偶然因素所致，一般可将这样的

点舍去。

(3)为能较为准确地描述所记录的曲线，实验所记录的点的总数不能太少，且应在所

描范围内大致均匀分布。

3、平均法取算术平均值是减小偶然误差常用的数据处理方法，把待测物理量的若干

次测量结果值相加后除以测量次数。平均法的基本原理是：在多次测量中，由偶然误差引

起的正、负偏差出现的机会相等。故将多次的测量值相加时，所有偏差的代数和为零。

在求平均值时应注意在什么情况下求平均值，例如求凸透镜焦距时，应对每一组物距

和像距求得的多个焦距值求平均值，而不应对各个物距和像距求平均值。

4、列表法把被测物理量分类列表表示出来，需说明记录表的要求，主要内容。列表

法有制表方便，形式紧凑，数据易于比较等优点•列表法还常常是图表法的基础。列表法

应注意：

(1)项目应包括名称及单位。

(2)实验测得的数据应按测量结果，取恰当的有效数字填入。

(3)自变量应按逐渐增加或减小的顺序排列。

5、图表法建立合理的坐标系，将实验数据作为坐标点在坐标系中表示出来，寻找坐

标点之间的规律，作图处理数据的优点是直观、明显。由图像的斜率、截距、包围的面积、

外推可以研究物理量之间的规律。

作图像时应注意以下几个方面：

(1)坐标轴代表的物理量要合理，这样便于找出规律，一般多选用直线作图线，因为

直线明了直观，而曲线的规律不易判定。

在中学物理实验中，常取x或1/x为自变量，以便使做出的函数图像为直线，从而

可直观的得出变量间的函数关系。在“测电池电动势和内阻''的实验中，以I为自变量作

U-I图像；当函数与自变量x成反比例时，常以1/x为自变量。

(2)坐标建立要规范，坐标轴上要标明物理量，对应单位，注意正确选取横轴和纵轴

的标度，横坐标和纵坐标的比例以及坐标起点，使所做出的图像大致布满整个图纸。如在

"测电池电动势和内阻'’的实验中，纵坐标U的起点可以不为零。

(3)选点要恰当，作图要规范，直线至少取5点，曲线10〜15点，且在曲线弯曲处取点

密集一些；对直线作图，应使直线通过尽可能多的点，不通过的点应均匀分布在直线两侧;

对曲线作图要平滑，不能做成折线，对于有些特异性的点可以分析取舍。

(4)根据图像分析图线的斜率、截距等物理意义，计算斜率时应选取直线上相距较远

的两点，而不一定要选取原来的数据点，这样便于取得更精确的平均值。

四.实验误差及其处理

1、误差测量值与真实值之间的差异。误差不是错误，在测量时误差是不可避免的。

真实值：是指被测物理量在规定的时间和空间内的客观大小，即物理量的真实值。实验中

真实值是得不到的，通常用多次测量的算术平均值来代替真实值，且测量次数越多，平均

值就越接近真实值。

测量值：由测量仪器直接读出的物理量的数值或将测量数据直接带入公式计算出来的

物理量的数值。

2、从误差来源看，误差可分为系统误差和偶然误差

(1)系统误差主要是由于实验原理不够完善、实验仪器精度不够、实验方法粗略而产

生的。基本特点：实验结果对真实值的偏差总是具有相同的倾向性，即总是偏小或偏大。

减小方法：改善实验原理，提高实验仪器的测量精度，设计更精巧的实验方法。

(2)偶然误差是由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的，如测量环境

(或条件)的不稳定、实验者的经验不足。特点：总是有时偏大，有时偏小，且偏大和偏小

的机会相等。减小方法：多次实验取平均值。

3、从数据分析看，误差分为绝对误差和相对误差

(1)绝对误差是测量值与真实值之差。在直接用仪器测量某一物理量时，提高测量仪

器的精度是减小绝对误差的重要方法。

(2)相对误差相对误差等于绝对误差与真实值之比，常用百分比表示，反映了实验结

果的精确程度。在难以减小绝对误差时，增大真实值是减小相对误差的简易而有效的方

4、减小误差的方法

(1)校准测量仪器。如电流表、电压表、欧姆表、天平等仪器，使用前应先进行调零

校准。

(2)恰当选择仪器的量程和精确度。

(3)完善实验原理。

(4)进行多次重复实验，求其平均值。

(5)以图像法代替公式法处理实验数据。

(6)改进实验方法。

五.力学中常见的三种力

1、力是物体之间的相互作用

O实验仪器：磁铁、小铁块；细线、钩码(学生用)

教师操作：磁铁吸引铁块。

学生操作：用细线使放在桌上的钩码上升。

实验结论：力是物体对物体的作用。

2、测量力的仪器

实验仪器：弹簧秤(2只)

弹簧秤：

(1)构造和原理弹簧秤测力原理是根据胡克定律，即F*F*kx,故弹簧秤的刻度是均

匀的，构造如图。

(2)保养

①测力计不能超过弹簧秤的量程。

②测量前要注意检查弹簧秤是否需要调零，方法是将弹簧秤竖直挂起来，如其指针不指

零位，就需要调零，一般是通过移动指针来调零。

③被测力的方向应与弹簧秤轴线方向一致。

④读数时应正对平视。

⑤测量时，除读出弹簧秤上最小刻度所表示的数值外，还要估读一位。

⑥一次测量时间不宜过久，以免弹性疲乏，损坏弹簧秤。

教师操作：两只弹簧秤钩在一起拉伸，可检验弹簧秤是否已损坏。

3、力的图示

实验仪器：刻度尺、圆规

4、重力的产生及方向

▼▼实验仪器：小球、重锤、斜面

教师操作：向上抛出小球，小球总是会落到地面。

教师操作：小球在桌上滚到桌边后总是会落到地面。

实验结论：地球对它附近的一切物体都有力的作用，地球对它周围的物体都有吸引的作

用。

教师操作：观察重锤线挂起静止时，线的方向。

教师操作：观察重锤线的方向与水平桌面、斜面是否垂直。

实验结论：重力的方向与水平面垂直且向下，而不是垂直物体表面向下。

5、重力和质量的关系

实验仪器：弹簧秤、钩码(100gX3只)

教师操作：将质量为100g的3只钩码依次挂在弹簧秤

上，分别读出它们受到的重力为多少牛，将数据记在表格中，做出相应计算。

质量m(kg)重力G(N)重力与质量的比g(N/kg)

0.1

0.2

0.3

实验结论：物体的质量增大几倍，重力也增大几倍，即物体所受的重力跟它的质量成正

比，这个比值始终是9.8N/kg。

6、悬挂法测重心

实验仪器：三角板、悬线、不规则形状薄板（人字形梯子、绳子）

则物体悬挂起来；在B点将不规则物体悬挂起来，两次重锤线的交点即是重心。

（若条件许可，可用梯子、绳子测出人的重心位置。）

7、重心位置会发生改变

实验仪器：100元面值人民币

学生游戏：人民币放于墙附近，学生5〜6人，脚跟、屁股不离墙，腿不打弯，谁够到100

元就归谁。

游戏结论：没有人能够完成这个动作一一重心前移，屁股顶在墙上不能后撤，人会向前

教师操作：先沿短轴方向捏压玻璃瓶，细管中水面上升，后沿玻璃瓶长

轴方向捏压，细管中水面不但没有上升，反而还下降了。

实验结论：说明玻璃瓶容积改变，发生了形变。

教师操作：激光通过二平面镜的反射，射在白墙上，在桌面加力。

实验结论：反射光向下移动，说明两平面镜向中间倾斜，桌面发生形变。

9、胡克定律——弹力和弹簧伸长的关系(学生实验)

实验仪器：弹簧(不同的多根)、直尺、钩码(一盒)、细绳、定滑轮

实验目的：探索弹力与弹簧伸长的定量关系，并学习所用的科学方法。

实验原理：弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等。这样弹力的

大小可以通过测定外力而得出(可以用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力)；弹簧的伸长可用直

尺测出。多测几组数据，用列表或作图的方法探索出弹力和弹簧伸长的定量关系。

学生操作：

(1)用直尺测出弹簧的原长1。。

(2)将弹簧一端固定，另一端用细绳连接，细绳跨过定滑轮后，下面挂上钩码，待弹簧

平衡后，记录下弹簧的长度及钩码的重量。改变钩码的质量，再读出几组数据。

1234567

弹簧原长h(cm)

钩码重量F(N)

弹簧现长1(cm)

弹簧伸长量x(cm)

(3)根据测量数据画出F-x图像。

实验结论：在弹性限度内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。

jA

实验仪器：摩擦计(J2109)、弹簧测力计、钩码(一盒)

教师操作：将摩擦板水平放置平稳，摩擦块置于其上，用测力计牵引摩擦块，可测得最

大静摩擦力，待匀速拉动后，可测得滑动摩擦力。

教师操作：改变摩擦面和在摩擦块上加祛码重做上边实验。

实验结论：通过实验数据可验证摩擦力与正压力和摩擦系数有关，与摩擦面大小无关。

10、摩擦系数

摩擦计擦2109)、轨道小车(J2108)、钩码摩2106)、祛码、祛码盘、坐标纸、长毛巾、

棉布、玻璃板、测力计(J2104)

实验目的：通过实验进一步明确决定滑动摩擦力大小的因素，掌握测定滑动摩擦系数的

原理和方法。

实验原理：一个物体在水平面上做匀速直线运动时，物体所受的滑动摩擦力与外界施加

的水平拉力是一对平衡力。测出物体所受的水平拉力即可求得水平面对物体的摩擦力，由

f=uN即可求出物体与水平面间的滑动摩擦系数。

A

教师操作：

(1)将一端装有定滑轮的长木板放在水平桌面上，调节木板成水平状态。

(2)用测力计称出摩擦块所受的重力，将摩擦块放在长木板上，用细线将摩擦块跨过滑

轮与祛码盘相连，如图。注意调整滑轮的高度，使线与木板表面平行。

(3)逐渐在祛码盘中加祛码，直到用手推动一下摩擦块后，摩擦块能在木板上做匀速直

线运动为止。称出祛码盘和祛码的总重，即求出此时雁擦块所受的摩擦力f(应重复几次求

平均值)。摩擦块对木板的压力N等于摩擦块所受的重力。

(4)依次在摩擦块上加50克、100克、150克、200克、250克钩码，即改变摩擦块对木板

的压力N,重复以上实验可发现摩擦块所受的摩擦力变大。分别记下摩擦块所受的摩擦力

(2,f3,……，将以上结果填入下面的表格中。

实验次数压力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)以滑动摩擦力f为纵坐标，压力N为横坐标，在坐标纸上描出滑动摩擦力与正压力

之间的关系图象(图象应为过原点的直线)。

(6)求出图象的斜率1<=18@,此即摩擦块与木板之间的滑动摩擦系数N。

(7)在长木板上依次铺上长毛巾、棉布、玻璃板，重复以上实验方法(3),确定在压力相

同的情况下，摩擦块所受滑动摩擦力与接触材料表面情况之间的关系。

(8)在以上实验中，将摩擦块由平放改为侧放，即改变摩擦块与木板接触面积的大小，

测出相应的滑动摩擦力，观测在压力和接触面情况相同的条件下，滑动摩擦力的大小与接触

面积有无关系。测定时每次都应使拉线与水平木板表面平行。

11、滑动摩擦力与滚动摩擦力比较

实验仪器：带轴的滚轮、摩擦板、弹簧测力计

教师操作：将摩擦板水平放置平稳，固定滚轮不让滚动，置于摩擦板上，用测力计牵引

滚轮，待匀速拉动后，可测得滑动摩擦力；取消固定让滚轮滚动，待匀速拉动后，可测得滚

动摩擦力。

实验结论：通过比较数据，可验证滚动摩擦力远远小于滑动摩擦力。

六.力的合成和分解

1、共点力的合成与分解

实验仪器：力的合成分解演示器(J2152)、钩码(一盒)、平行四边形演示器

教师操作：把演示器按事先选定的分力夹角和分力大小，调整位置和选配钩码个数；把

汇力环上部连接的测力计由引力器拉引来调节角度，并还要调节拉引力距离，使汇力环悬空，

目测与坐标盘同心；改变分力夹角，重做上边实验。

实验结论：此时测力计的读数就是合力的大小；分力夹角越小合力越大，分力夹角趋于

180度时合力趋近零。

力的合成分解演示器：

教师操作：用平行四边形演示器0点孔套在坐标盘中心杆上，调整平行四边形重合实验

所形成四边形，用紧固螺帽压紧，学生可直观的在演示器上看出矢量作图。

2、验证力的平行四边形定则（学生实验）

实验仪器：方木板、白纸、橡皮筋、细绳套2根、平板测力计2只、刻度尺、量角器、铅

笔、图钉3-5个

实验目的：验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则。

实验原理:一个力F的作用效果与两个共点力3和%的共点作用效果都是把橡皮筋拉伸

到某点，所以F为R和色的合力。做出F的图示，再根据平行四边形定则做出B和L的合力

F'的图不，比较F'和F是否大小相等，方向相同。

学生操作：

(1)白纸用图钉固定在方木板上；橡皮筋一端用图钉固定在白纸上，另一端拴上两根细

绳套。

(2)用两只测力计沿不同方向拉细绳套，记下橡皮筋伸长到的位置0,两只测力计的方

向及读数3、做出两个力的图示，以两个力为临边做平行四边形，对角线即为理论上的

合力F',量出它的大小。

(3)只用一只测力计钩住细绳套，将橡皮筋拉到0,记下测力计方向及读数F,做出它的

图示。

(3)比较F'与F的大小与方向。

(4)改变两个力R、艮的大小和夹角，重复实验两次。

实验结论：在误差允许范围内，证明了平行四边形定则成立。

注意事项：

(1)同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计钩好后对拉，若两

只弹簧测力计在拉的过程中读数相同，则可选，若不同，应另换，直到相同为止；使用时弹

簧测力计与板面平行。

(2)在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮筋形变不超过弹性限度的条件下，应使拉

力尽量大一些，以减小误差。

(3)画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一•些，但也不要太大而画出纸

外；要严格按力的图示要求和几何作图法作图。

(4)在同一次实验中，橡皮筋拉长后的节点0位置一定要相同。

(5)由作图法得到的F和实验测量得到的F'不可能完全符合，但在误差允许范围内可

认为是F和F'符合即可。

误差分析：

(1)本实验误差的主要来源——弹簧秤本身的误差、读数误差、

作图误差。

(2)减小误差的方法——读数时眼睛一定要正视，要按有效数字

正确读数和记录，两个力的对边一定要平行；两个分力F,、H间夹角

0越大，用平行四边形作图得出的合力F'的误差AF也越大，所以

实验中不要把。取得太大。

3、研究有固定转动轴物体的平衡条件

实验仪器：力矩盘(J2124型)、方座支架(J1102型)、钩码

(J2106M),杠杆(J2119型)、测力计(J2104型)、三角板、直别针若干

实验目的：通过实验研究有固定转动轴的物体在外力作用下平衡的条件，进一步明确力

矩的概念。

教师操作：

(1)将力矩盘和一横杆安装在支架上，使盘可绕水平轴自由灵活地转动，调节盘面使其

在竖直平面内。在盘面上贴一张白纸。

(2)取四根直别针，将四根细线固定在盘面上，固定的位置可任意选定，但相互间距离

不可取得太小。

(3)在三根细绳的末端挂上不同质量的钩码，第四根细绳挂上测力计，测力计的另一端

挂在横杆上，使它对盘的拉力斜向上方。持力矩盘静止后，在白纸上标出各悬线的悬点(即

直别针的位置)和悬线的方向，即作用在力矩盘上各力的作用点和方向。标出力矩盘轴心的

位置。

(4)取下白纸，量出各力的力臂L的长度，将各力的大小F与对应的力臂值记在下面表

格内(填写时应注明力矩M的正、负号，顺时针方向的力矩为负，反时针方向的力矩为正)。

(5)改变各力的作用点和大小，重复以上的实验。

次数F(N)L(m)M(N•m)ZM(N•m)

1

2

3

注意事项:

(1)实验时不应使力矩盘向后仰，否则悬线要与盘的下边沿发生摩擦，增大实验误差。

为使力矩盘能灵活转动，必要时可在轴上加少许润滑油。

(2)测力计的拉力不能向下，否则将会由于测力计本身所受的重力而产生误差。测力计

如果处于水平，弹簧和秤壳之间的摩擦也会影响结果。

(3)有的力矩盘上画有一组同心圆，须注意只有受力方向与悬点所在的圆周相切时，圆

半径才等于力臂的大小二•般情况下，力臂只能通过从转轴到力的作用线的垂直距离来测量。

4、共点力作用下物体的平衡

实验仪器：方木板、白纸、图钉、橡皮条、测力计3个(J2104型)、细线、直尺和三角板、

小铁环(直径为5毫米的螺母即可)

实验目的：通过实验掌握利用力的平行四边形定则解决共点力的平衡条件等问题的方

法，从而加深对共点力的平衡条件的认识。

教师操作：

(1)将方木板平放在桌上，用图钉将白纸钉在板上。三条细线将三个测力计的挂钩系在

小铁环上。

(2)将小铁环放在方木板上，固定一个测力计，沿两个不同的方向拉另外两个测力计。

平衡后，读出测力计上拉力的大小R、Fz、F3,并在纸上按一定的标度，用有向线段画出三

个力B、旭、F：)«把这三个有向线段廷长，其延长线交于一点，说明这三个力是共点力。

(3)去掉测力计和小铁环。沿力的作用线方向移动三个有向线段，使其始端交于一点0,

按平行四边形定则求出F.fll&的合力口」皎£和F：i,在实验误差范围内它们的大小相等、

方向相反，是一对平衡力，即它们的合力为零。由此可以得出％、F2、J的合力为零是物体

平衡的条件，如果有更多的测力计，可以用细线将几个测力计与小铁环相连，照步骤2、3

那样，画出这些作用在小铁环上的力F,、七、Fs、F,……，它们仍是共点力，其合力仍为零,

从而得出多个共点力作用下物体的平衡条件也是合力等于零。

注意事项:

(1)实验中所说的共点力是在同一平面内的，所以实验时应使各个力都与木板平行，且

与木板的距离相等。

(2)实验中方木板应处于水平位置，避免重力的影响，否则实验的误差会增大。

七.直线运动1

7.1描述运动的基本概念匀速运动

1、时间与时刻

实验仪器：作息时间表、停表、电磁打点计时器、电火花打点计时器

停表(秒表)：

11----

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(1)构造

①外壳按钮——使指针启动、停止和回零。

②表盘刻度——如图所示，长针是秒针指示大圆周的刻度，其最小分度一般是o.1S,秒

针转一圈是30s；短针是分针，只是小圆圈的刻度，其最小分度值常见为0.5min。

(2)使用方法首先要上好发条，它上端的按钮用来开启和止动秒表。

(3)读数方法所测时间超过0.5min时，0.5min的整数倍部分由分针读出，不足0.5min

的部分由秒针读出，总时间为两针示数之和。

(4)注意事项

①检查秒表零点是否准确。如不准，应记下其读数，并对读数作修正。

②实验中切勿碰摔秒表，以免震坏。

③实验完毕，应让秒表继续走动，使发条完全放松。

④对秒表读数时一般不估读，因为机械表采用的齿轮传动，指针不可能停在两小格之间，

所以不能估读出比最小刻度更短的时间。

2.电磁打点计时器：

(1)调节和固定

电磁打点计时器使用时应先固定。它的底座上有两条凹槽，可用台夹将它固定在实验桌

的边沿或斜面的一端，注意使纸带的中心线位于物体的运动方向上或与斜面另一端的定滑轮

凹糟的方向一致。如果单独使用打点计时器，也可用台夹将它固定在铁支架的支杆上。

把打点计时器接入50赫6伏的正弦交流电源(J1202型或J1202-1型学生电源，打点计时

器在4〜6伏范围内能正常工作)，让打点计时器开始工作，观察振动片的振动是否均匀。如

果振动不均匀，可调节振动片的调节螺母，直到打点均匀有力，声音清晰、不拖尾巴。表示

打点计时器已能正常工作。然后关闭电源。

给打点计时器装上复写纸片，移动复写纸的转轴，使复写纸压入压纸框架下。从纸带限

位孔穿入纸带，经复写纸下从另一限位孔穿出。

接上电源，使打点针工作，调节打点针的高低，以刚好能在纸上打出点为准，尽量减少

打点针与打点纸带的接触时间。

(2)构造和原理

“203型电磁打点计时器为磁电式结如甘珈诬*n图。当线圈通以50赫的交流电时，线圈产

生的交变磁场使振动片(由弹簧钢制成)磁化，振动片的一端位于永久磁铁的磁场中。由于振

动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动,

其振动周期与线圈中的电流变化周期一致，即为0.02秒。图为半个周期时的情况。

永久诋铁打点针

振动片的一端装有打点针，当纸带从针尖下通过时。便打上一系列点，相邻点之间对应的时

间为0.02秒。5个间距对应的时间为0.10秒。

(3)频率检查

打点计时器的计时精度主要由振动片的振动频率所决定。由于振动、碰撞等原因可能使

打点频率偏离正常范围（包括出现频率偏移和频率不稳等现象），影响它的正常工作。实验前

可检查其频率是否正常。这里介绍用示波器检查打点频率的方法。

将打点计时器的线圈接入6伏交流电源，振动片接示波器的“y输入”（不能使用旋松紧

固螺钉或夹在振动片上的方法连结，可用导线绕在振动片的固定螺钉上，避免影响振动频

率），限位板接示波器的“接地”端，如图。当打点针与限位板不接触时，示波器y输入上

就有一个感应交流电压的正弦信号输入；当打点针与限位板接触时，y输入电压为零，因此

在正弦波上留下一个缺口。若打点器的振动频率稳定，打点针与限位板碰击的时机相同，则

正弦波上的缺口位置始终一致；若打点器的振动不稳定，打点针与限位板碰击时机不等，各

次缺口出现的位置不同，由于视觉暂留的作用，正弦波看来就会有两个缺口，这时打点纸带

上会出现重复性的“双点”。仔细调节振动片的固定螺钉，直到示波器显示的正弦波只出现

一个缺口，打点器的振动频率就核准好了。

（4）造成打点计时器频率不稳或出现“双点”的原因及解决办法

①当振动片的固有频率与电源频率（50赫）相一致时,振动片便产生与电源频率同步的振

动，即发生共振，此时打点周期与电源周期-致。若振动片的固有频率偏离工作电源频率，

就会出现打点周期不稳的情形。振动片的固有周期主要由它的长度决定。所以可通过调节振

动片的长度来调整它的固有周期。松开振动片的固定螺钉，逐步改变振动片的长度，井观察

振动片的振幅，当振幅最大时，表明振动片的固有频率与电源频率•致。

②振动片在线圈框架中的位置及在磁铁之间的位置都必须位于正中间，否则会出现打点

周期不稳的现象。如发现振动片周期不稳，可松开振动片的紧固螺钉，改变垫片的厚度，使

振动片位于正中间。

3.电火花打点计时器：

电火花计时器的外形如图所示，它可以代替电磁打点计时器使用，也可以与简易电火花

描迹仪配套使用。

电源猛头

使用时电源插头直接插在交流220伏插座内，将裁成圆片（直径约38毫米）的墨粉纸盘的

中心孔套在纸盘轴上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带（20X700mm2）从弹性卡和纸盘轴之

间的限位槽中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间，这样当两条纸带运动时，也能带

动墨粉纸盘运动，当按下脉冲输出开关时，放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影

响到点迹的清晰度。也可以用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带（位于下面）做实验，例如在简易

电火花描迹仪的导轨上就是这样放置的。还可以用两条白纸带夹着--条墨粉纸带做实验；用

电火花计时器做测量自由落体的加速度实验就是这样做的。墨粉纸可以使用比较长的时间，

一条白纸带也可以使用4次，从而降低了实验成本。

电火花计时器使用中运动阻力极小（这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点

产生的），因而系统误差小，记时精度与交流电源频率的稳定程度一致（脉冲周期漂移不大于

50微秒，这一方面也远优于电磁打点计时器），同时它的操作简易，学生使用安全可靠（脉冲

放电电流平均值不大于500微安）。

7.2、平均速度与瞬时速度

实验仪器：数字计时器（J0201-CC）、气垫导轨（J2125）、小型气源（J2126）、水平尺、滑

快、挡光片

气垫导轨：

（1）构造

气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔。空

气再由导轨表面上的小孔中喷出，在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层。滑行

器就浮在气垫层上，与轨面脱离接触，因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动，极大地减

小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差。使实验结果接近理论值。配用数字计时器或

高压电火花计时器记录滑行器在气轨上运动的时间，可以对多种力学物理量进行测定，对力

学定律进行验证。

气垫导轨按其直线度是否可调分为普通式（不可调式）和可调式两种型式。该产品以轨面

氏度为主参数。主参数系列有800毫米、1200毫米、1500毫米和2000毫米四种，前两种规格

适合中学物理实验使用。气垫导轨还可以按照其所需的工作压强和滑行器质量分为高气压、

重滑行器及低气压、轻滑行器两类。前者性能好，但价格略高，后者性能稍差，价格较低。

上图中画的气轨为1200毫米、高气压可调式气轨。

J2125-1型气轨

上图为J2125—1型气垫导轨，它是另一种高气压、重滑行器、直线度可调式气垫导轨。

J21252型飞轨

上图为J2125—2型气垫导轨，它是高气压、重滑行器、直线度不可调式气垫导轨。气垫导

轨实验中的运动物体为滑行器(又称滑块)，右图为L-QG—T-1200/5.8型气垫导轨的滑行

器。滑行器上部有五条形槽，可用螺钉和螺帽方便地在槽上固定各种附件。

下面的两条“T”形槽的中心正好通过滑行器的质心，在这两条槽的两端安装碰撞器或挂钩,

可使滑行器在运动过程中所受外力通过质心。在这两条槽的中部加装配重块后滑行器的质心

不会改变高度。

(2)保养

①气垫导轨是一种精度较高的现代教学仪器。轨道面的直线度，粗糙度，滑行器内角及

表面的平面度都有较高要求，切忌振动、重压。严防碰伤和划伤。不允许在不通气的情况下

将滑行器在轨面上滑磨。

②实验前一定要检查气孔是否通畅，如有小孔被堵塞,滑行器运动到该处就会受到影响，

甚至会停住不动。如有小孔被堵塞，应该用细钢丝（直径小于0.5毫米）捅开。

③滑行器的运动速度不宜过低，否则当外界因素变化时（如室内气流量不稳、压力不均

时，会影响滑行器的运动）。一般来说，滑行器的运动速度应大于50厘米/秒。

④导轨使用时应安放在结实、牢固的实验台上。如实验台单薄会影响导轨调水平。如欲

使导轨成斜面、可在调平螺钉下面加定高垫块。

⑤导轨应放于清洁干燥的环境中，长期不用应用塑料套遮盖，防止灰尘。

（3）调平

气轨在使用前应调节轨面成水平。因为轨面不水平会使滑行器所受的重力产生与导轨长

度方向平行的分力，由于滑行器是“飘浮”在气垫上的，任何微小的分力都会给滑行器以附

加的加速度，因而增加实验的误差。气轨的调平可按下列两种方法之一进行。

①静态调平法

气垫导轨的调平螺钉一般是按等腰三角形的三个顶点分布的。先调节位于三角形底边两

端的调平螺钉，使轨面在与长度垂直方向上达到目视水平。然后向导轨通气，将滑行器轻放

在轨面匕调节位于三角形顶点位置的螺钉，使滑行器在将要进行实验的运动范围内停住不

动或无明显移动，则可认为轨面已经调平。注意在即将调平时要以很小的角度旋转调平螺钉,

以免调节过量。

②动态调平法

将两个光电门按实验需要拉开段距离安装在导轨上，使其指针对准导轨上标尺刻度。

把光电门线两端的四芯插头分别插入光电门架和计时器面板上的四芯插座中，将两光电门和

计时器连通。开启计时器电源，使计时器能正常工作：将计时方式置于“计时I”，用手在

光电门处遮一下光，计时器能计下遮光时间即为正常；将计时器计时方式置于“计时n”，

用手在任一光电门处遮一下光，再在另一光电门处遮一下光，计时器能计下两次遮光的时间

间隔为工作正常。计时器的时标定为不大于1毫秒。

在滑行器中部安装挡光片，接通气源，将滑行器轻放在轨面上，使其运动起来。调整光

电门的位置，使其能被挡光片有效遮光，又不妨碍滑行器运动。置计时器为“计时.n”计时

方式。让滑行器从导轨一端向另一端运动，挡光片顺序通过两个光电门。计时器分别计下挡

光片通过两个光电门的时间。调节处于三角形顶点位置的调平螺钉，使计时器计下的两次计

时值基本相等，使滑行器从另一端向相反方向运动，计时器的两次计时值也基本相等，即可

认为轨面已调平。

(4)滑块质心的调整

气垫导轨的气垫对滑行器有一定的“浮力”o这一力的方向向上并且过滑行器的几何中

心。一般情况下滑行器的质心也在其几何中心。

所以，在轨面水平的条件下，滑行器应能浮在轨面上不沿轨面左右移动。但在使用气轨

做实验时要在滑行器上安装挡光片等附件。如果不注意，就改变了质心位置，破坏滑行器所

受重力与浮力的平衡，浮力中心会离开质心一段距离。浮力会产生以质心为轴的力矩，使滑

行器在竖直平面内转动一个小的角度，形成了使滑行器沿轨面移动的分力。

这时即使轨面已经水平，滑行器仍不能浮在轨面上不动。这时请沿长度方向移动滑行器上.所

安附件的位置，使装上附件后滑行器的质心叮没装附件时滑行器的质心尽量重合。装好附件

的滑行器也应能浮在轨面上不动。

A.直线运动2

支架

V固定套

1.数字计时器：

(1)构造

数字计时器和光电门一起组成气垫导轨的计时装置。光电门的外形如图。它由发光器件

(聚光灯泡或红外发光二极管)和光敏器件(光敏二极管或光敏三极管)组成。通常使光敏器件

处于亮（被光照）状态，在暗（光被遮）状态时向数字计时器进出脉冲讯号，触发数字计时器计

时或停计。

J0201—1型数字计时器如图。

计时器上的输入插口I和II分别与两个光电门相连接。计时开关扳向“1ms”挡时数码

管显示计时值单位为毫秒，计时量程0—0.999秒；该开关扳向“10ms”挡时，量程为0〜0.09

秒。复位键又称清零键。用以清除上一次计数或计时的示数。

（2）J0201-CC型数字计时器工作状态

①“C”——计数

用当光片对任意一个光电门遮光•次，屏幕显示即累加一次。

②“SJ——遮光计时

当采用计时S声寸，任一光电门遮光时开始计时，遮光结束（露光）停止计时.，屏幕依次显

示出遮光次数和遮光时间.即图甲中挡光条通过光电门的时间。可连续作1〜255次时间，但

只存储前10个数据。

③“Sz”——间隔时间

当采用计时&时，任光电门第•次遮光时开始计时。第二次遮光时停止计时，屏幕依次显示出挡光间隔

和挡光间隔的时间，即图乙中两个挡光条先后通过两个光电门之间的时间间隔或挡光片的两个边M、N通过

一个光电门所用的时间。可连续作1〜255次实验，只存储前10个数据

甲

7

④“T”——测振子周期

用弹簧振子或单摆振子配合一个光电门和一个挡光片做实验。“停止”计时后，屏幕依

次显示n个振动周期和1个n次振动时间的总和。

⑤“a”——加速度

配合气垫导轨、挡光框、两个光电门作运动体的加速度试验。运动体上的挡光框通过两

个光电门之后自动进入循环显示一一挡光框通过第一个光电门的时间；挡光框通过第•个光

电门至第二个光电门之间的间隔时间：挡光框通过第二个光电门的时间；挡光框通过第一-个

光电门的速度；挡光框通过第二个光电门的速度；挡光框通过第一个光电门至第二个光电门

之间的运动加速度。

⑥“g”——测重力加速度

⑦“Col”——完全弹性碰撞实验

⑧"Sgl"---时标输出

(3)保养

①实验前应先调整发光器件和光敏器件的相对位置。如果二者没有对准，数字计时器在

“SJ'计时方式下数码管会不停地翻动、不能计时。使发光器件的光束对准光敏器件、计时

器的数码管就不会再翻动。手动“复位”后显示“0”，即可开始遮光计时。

②数字计时器应按电子仪器常规保养。维修时严禁带电焊接，焊接时要将电烙铁断掉电

源，用余热焊接。

2.小型气源：

(1)构造

小型气源为气垫导轨提供一定流量和压强的空气。

它由过滤器、离心式风机、电动机、波纹管、滤清器、减震弹簧等组成。工作时，电动

机带动离心式风机旋转，空气从气源的进气口进入过滤器，进入风机后被压缩成较高压强的

气体，经过波纹管(能减少压缩空气噪声)后进入滤清器，清除空气中的碳粉；(这些碳粉是

电动机的碳刷产生的)，然后从气源的出气口经过塑料蛇形软管进入气垫导轨的型腔中。减

震弹簧能减少机械震动产生的噪声。

国内已能生产大流量、高风压、无碳粉的低噪声气源，由于仍然使用整流子电机，气源

使用一段时间后，需要取出滤清器，更换其中的泡沫塑料。

(2)保养

①为保持进入气源的空气干净清洁，实验时不要将气源放在地上。为了不使气源的振动

影响滑行器的运动，也不要把气源与气轨放在同一实验台上。

②气源连续使用一般不超过90分钟。

③气源要与导轨配套。高压重滑行器的气轨要用高压气源(压强4—6千帕)，低压轻滑行

器的气轨用低压气源(压强约0.3千帕)。

④使用以串激整流子电机为动力的气源，要定期更换碳刷。

教师操作：气垫导轨保持水平(水平尺处于中心位置)；数字计时器选择S2；用一只光电

门；用不同的挡光片(100mm,50mm,30mm)演示平均速度；当挡光片宽度越来越小时，平均

速度趋近于瞬时速度。

3、匀速直线运动

实验仪器：数字计时器器02数字C)、气垫导轨(J2125数小型气源(J2126)、水平尺、滑

快、挡光片(30mm)

教师操作：数字计时器选择&；气垫导轨保持水平；使用两只光电门；用手轻推滑块,

比较两个光电门示数：根据v=计算速度，比较结果。

挡光片S光电门1光电门2

30mm11Vit2V2

8.1匀变速直线运动

1、加速度

实验仪器：数字计时器(J02数-CC)、气垫导轨(J2125)、小型气源(J2126)、滑快、挡光

片(30mm)

教师操作：

(1)使导轨呈倾斜状(通过调节调平螺丝使右端略高于左端，使两光电门之间的距离约30

厘米。接好计时器。计时器用S2挡。

(2)接通计时器电源，把滑行器(已插上挡光条)放在导轨上靠近右边光电门处，接通气

源电源，自由释放滑行器。在滑行器撞击到缓冲弹簧时立即关闭气源。记下滑行器在两光电

门间运动的时间和两光电门之间的距离。记入记录表中。使计时器置零。

(3)移动左边光电门门架改变计时距离(改变10厘米左右即可)，重复步骤(2)。如此继续,

多取几组S、t数据，直至左边光电门过于接近缓冲弹簧，不便于计时为止。

(4)根据所测S、t值，计算的值在实验误差范围内是否为恒量。若是，则可求出其加速度的

平均值。

九.直线运动3

9.1、研究匀变速直线运动

实验仪器：数字计时器(J0201-CC)、气垫导轨(J2125)、小型气源(J2126)、滑快、挡光

片(30mm)

实验目的：用气垫导轨比较精确地测定匀变速直线运动的即时速度和加速度。

实验原理：物体(质点)过某点的即时速度等于物体经该点时足够小的位移(或足够小的

时间)内的平均速度的极限值。实验中位移AS在可能条件下尽量取小。测出通过AS所用的

时间△t,则所求得的平均速度v=就可认为近似等于过该点的即时速度。

若实验测得物体在匀变速直线运动中通过某两点时的即时速度，再测得物体通过两点所

用的时间t可以用公式a=求得其加速度。

教师操作：

(1)使气垫导轨倾斜约1°以下。两光电门分别放在位置A和&处，如图。滑行器置于A

的右边，并在其上插上挡光片。把光电门接在计时器匕计时器拨到“计时II”(S)挡。接

通计时器电源。

收小型气源工作，给导轨通气。让滑行器自由下滑。从计时器上读出滑行器经过AAi

的时间At”在标尺上读出AAi之间的距离AS“求出滑行器在AAi这段位移中的平均速度。

(3)把Ai处的光电门移到k,A;t……，重复步骤2,分别测出对应的平均速度

丫3……实验时要注意每次都使滑行器从同一位置自由滑下。

(4)分析所得的实验数据可发现，平均速度随位移减小而减小并趋向某一极限(下表中数

据仅供参考)。

(5)为了近似求得此平均速度的极限值，可将计时器拨在“计时I”挡，让滑行器从上

面实验中同一位置自由滑下通过A点，测出挡光条通过A点的时间A挡光条的有效宽度

ASA=30mni(BPL«),则可求得滑行器在挡光条遮光时间内运动的平均速度。它是在我们的装

置中可能取到的过A点的最小位移内的平均速度，可近似认为是过A点时的平均速度的极限

值，它接近滑行器过A点时的即时速度，见下表中最后一栏。

△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)让一个光电门仍置于A处，另一光电门重新移回&处。重复步骤(5)的操作。但此时

要注意记下挡光条通过A的时间t,、以及通过A和Ai的总时间t,可得挡光条通过Ai的时间

t,=t-tAo根据挡光条的有效遮光宽度AS,、，分别求出滑行器通过A及Al时的即时速度VA

=和VAi=。利用步骤(2)所测得的时间At”可求得a=。

9.2、测定匀变速直线运动的加速度(学生实验)

实验仪器:打点计时器、交流电源(电火花打点计时器一220V,电磁打点计时器一4〜6V)、

纸带、小车、轨道、细绳、钩码、刻度尺、导线

实验目的：

(1)掌握判断物体是否作匀变速直线运动的方法。

(2)测定匀变速直线运动的加速度。

纸带处理：

(1)“位移差”法判断运动情况，设相邻点之间的位移分别为Sl、S2、S3……

(A)若S2-S1=S3-S2=.......=Sn-S„-i=O,则物体做匀速直线运动。

(B)若S2-S产S3-S产...=s„-sz=△s#0,则物体做匀变速直线运动。

(2)“逐差法”求加速度

a产,a2=,@3二,

然后取平均值，即2=。

(3)“平均速度法”求速度

v„=。

(4)“图像法”求加速度

由vn=,求出无数个点的速度，画出v-t图像，直线的斜率即加速度。

学生操作：

(1)把附有滑轮的轨道放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在轨道没

有滑轮一端，连接好电路；再把细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码；把

纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面(若是电火花打点计时器，用两个纸

带分别从上下两边穿过墨粉纸盘)。

(2)把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打

点计时器就在纸带上打下-•系列的点，换上新纸带，重复三次。

(3)从三条纸袋中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量

的地方找一个开始点，并把每打五个点的时间作为时间的单位，即T=0.02X5=0.Is,在选

好的开始点下面记作0,第六点作为计数点1,依次标出计数点2、3、4、5、6。两相邻计数

点间的距离用刻度尺测出分别记作Sl、S2……S6。

(4)求出a的平均值，它就是小车做匀变速直线运动的加速度。

注意事项：

(1)要在钩码落地处放置软垫，防止撞坏钩码。

(2)小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50cm的

纸带上清楚的取出7-8个计数点为宜。

(3)纸带运动时不要让纸带与打点计时器的限位孔摩擦。

(4)不要分段测量各段位移，应尽可能的一次测量完毕(可先统一量出到记数起点0之间

的距离)。

9.3自由落体运动竖直上抛运动

1、阻力很小时不同物体同时下落

实验仪器：旋片式真空抽气泵(XZ)、牛顿管

教师演示：用抽气泵把牛顿管内空气抽出不同程度，观察铝片与羽毛的下落快慢。

实验结论：空气阻力很小时(接近于真空)，铝片与羽毛同时下落。

2、测重力加速度(1)

实验仪器：铁架台、铁质小球(直径2—2.5厘米)、数字计时器(J0201-CC)、光电门2

个、米尺、学生电源、电磁铁

教师操作：

(1)按图将光电门A、B和电磁铁安装在铁架台上，调整它们的位置使三者在一条竖直线

内。当电磁铁断电释放小球后，小球能顺利通过两个光电门

(2)将数字计时器通电并调整光电门，当光电门A光路被瞬间切断时，即开始计时；当

光电门B的光路被瞬间切断时，则停止计时。再接通电磁铁电源吸住小球，开始实验。切断

电磁铁电源，小球落下。此时计时器显示的时间即为小球做自由落体运动通过两光电门A、

B的时间At,实验连续做三次，然后取平均值。

(3)用米尺测出从小球开始下落的位置到两个光电门中心的距离儿、h2,由公式hi=gt5

2

和h2=gt2,

得△t=t2-t产-=(-)

△t2=(-)2,g=

由此就可算出所测的重力加速度。

注意事项：

(1)用电磁铁释放小球的缺点是，当切断电流后，电磁铁的磁性消失需要一时间，铁球

与电磁铁铁心可能有一些剩磁，都会使下落时间较实际值大，引起误差。因此，上面介绍的

方法是测定小球通过两光电门之间距离所用的时间。避免了测定小球开始下落的时刻，这样

就消除了上述误差。

(2)测量小球从开始下落的位置到两个光电门中心的距离X、hz,应该旦“，1、诩k频两

表面到两个光电门中心的距离。而不是小球中心到光电门中心的距离，因为

表面隔断光线时就立即开始计时。为了提高精度，光电门的光束应该调得较细，并适当增大

两光电门A、B间的距离，使时间测量的相对误差减小。

3、测重力加速度(2)

实验仪器：铁架台、电磁打点计时器(J0203型)、米尺、重锤、夹子、学生电源

教师操作：(1)将铁架台放于水平桌的边沿，打点计时器固定于支架的下端并位于竖直

平面内。支架底座上放一重物以保持支架的稳定。打点纸带上端穿过计时器的限位孔，并用

夹子固定起来，下端通过夹子悬挂一重锤。

(2)接上电源，闭合开关。待打点计时器工作稳定后，放开上面的夹子让重锤带着纸带

自由下落。这时计时器在纸带上打下了一系列点。重复实验，可得几条打点纸带。

(3)在纸带上选取5—6个点，分别求出打点计时器在打这几个点时，重锤下落的速度及对应

的时刻，把乘出的结果在坐标纸上以t为横坐标，以v为纵坐标，画出各点。再根据这些点

画直线，直线的斜率即为利用该纸带测出的重力加速度的值。然后利用另外几条纸带分别求

出重力加速度的值，最后求出这些重力加速度值的平均值，即为该地区的重力加速度值。

十.牛顿第一定律牛顿第三定律

10.1惯性

1、惯性⑴

实验仪器：气垫导轨(J2125)、小型气源(J2126)、水平尺、滑块、挡光片

教师操作：气垫导轨保持水平：用手轻推滑块，手离开滑块后，合外力为零，滑块维持

实验仪器：木块、小车

教师操作：突然使小车向前运动，小车上的木块向后倒。

3、惯性(3)——判断生蛋和熟蛋

实验仪器：生鸡蛋、熟鸡蛋、细绳2根

学生游戏：不敲碎蛋壳来判别一个蛋的生熟，你该怎么办呢？

这儿问题的关键就在生蛋和熟蛋的旋转情形不一样。这一点就可以用来解决我们

的问题。把要判别的蛋放到只平底盘h,用两只手指使它旋转。这个蛋如果是煮熟的(特

别是煮得很“老”的)，那么它旋转起来就会比生蛋快得多，而且转得时间久。生蛋呢，却

甚至转动不起来。而煮得“老”的熟蛋，旋转起来快得使你只看到一片白影，它甚至能够自

动在它尖的一端上竖立起来。

这两个现象的原因是，熟透的蛋已经变成一个实心的整体