實驗一：研究勻變速直線運動
(一)實驗目的
1.學會用打上點的紙帶研究物體的運動。
2.掌握判斷物體是否做勻變速運動的方法。
3.會利用紙帶測定勻變速直線運動的加速度。
4.練習使用打點計時器
(二)實驗原理
1.勻變速直線運動的特點
(1)物體做勻變速直線運動時，若加速度為a，在各個連續相等的時間t內發生的位移依次為x1、x2、x3、…、xn，則有：x2-x1＝x3－x2＝…=xn-xn-1＝at2，即任意兩個連續相等的時間內的位移差相等。可以依據這個特點，判斷乙個物體是否做勻變速直線運動。
(2)做勻變速直線運動的物體在某段時間內的平均速度等於該段時間內中間時刻的瞬時速度。
2.由紙帶求物體加速度的方法
(1)逐差法
設相鄰相同時間t內的位移分別為x1、x2、…、x6，則
x2-x1=x3-x2=x4-x3=…=x6-x5=at2
x4-x1=3a1t2
x5-x2=3a2t2
x6-x3=3a3t2
得加速度a＝(a1+a2+a3)/3
(2)圖象法
以打某計數點時為計時起點，然後利用vn＝(xn+xn+1)/2t測出打各點時的速
度，描點得v-t圖象，v-t圖象的斜率即為加速度，如圖所示。
(3)由紙帶求物體速度的方法 「平均速度法」求速度，即vn＝(xn+xn+1)/2t，
如圖所示。
(三)實驗器材
電火花計時器或電磁打點計時器，一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、電源、複寫紙片。
(四)實驗步驟
1.把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，並使滑輪伸
出桌面；把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端；
連線好電路，再把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，
下邊掛上合適的鉤碼；將紙帶穿過打點計時器，並把它
的一端固定在小車的後面。實驗裝置如圖所示。
2.把小車停在靠近打點計時器處，接通電源後，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點。換上新紙帶，重複三次。
3.從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，捨掉開頭比較密集的點，在後邊便於測量的地方找乙個開始點，在選好的開始點下面記作0，0後面第5個點記作1，1後面第5個點記作2，…依次標出計數點3，4，5，6，兩相鄰計數點間的距離用刻度尺測出，分別記作x1、x2、…、x6。
4.根據測量結果和前面計算公式，計算出a1、a2、a3的值，求出a的平均值，它就是小車做勻變速運動的加速度。
同學們還可先畫出v-t圖象，再求小車做勻變速運動的加速度。
(五)注意事項
1.要在鉤碼落地處放上軟墊或砂箱，防止撞壞鉤碼。
2.要在小車到達滑輪前用手按住它或放置泡沫塑料擋板，防止撞壞小車。
3.小車的加速度宜適當大些，可以減小長度的測量誤差，加速度大小以能在約50 cm的紙帶上清楚地取出7~8個計數點為宜。
4.紙帶運動時盡量不要讓紙帶與打點計時器的限位孔摩擦。
5.要先接通電源，待打點計時器工作穩定後，再放開小車；放開小車時，小車要靠近打點計時器，以充分利用紙帶的長度。
6.不要分段測量各段位移，應盡可能地一次測量完畢(可先統一量出各計數點到計數起點0之間的距離)，讀數時應估讀到公釐的下一位。
(六)誤差分析
本實驗參與計算的量有x和t，因此誤差**於x和t。
1.由於相鄰兩計數點之間的距離x測量不夠精確而使a的測量結果產生誤差。
2.市電的頻率不穩定使t不穩定而產生誤差。
實驗二：**彈力和彈簧伸長的關係
（一）實驗目的
1.**彈力與彈簧伸長的關係。
2.掌握利用圖象研究兩個物理量之間關係的方法。
（二）實驗原理
1.如圖所示，彈簧在下端懸掛鉤碼時會伸長，平衡時彈簧產生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等。
2.用刻度尺測出彈簧在不同鉤碼拉力下的伸長量x，建立座標系，以縱座標表示彈力大小f，以橫座標表示彈簧的伸長量x，在座標系中描出各點(x，f)，然後用平滑的曲線鏈結起來，根據實驗所得的圖線，就可探知彈力大小與伸長量之間的關係。
（三）實驗器材
輕質彈簧一根、鉤碼一盒、刻度尺、重錘、座標紙、三角板。
（四）實驗步驟
1.如圖所示，將鐵架台放於桌面上(固定好)，將彈簧的一端固定於鐵架臺的橫樑上，在挨近彈簧處將刻度尺(最小分度為mm)固定於鐵架台上，並用重錘線檢查刻度尺是否豎直。
2.記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應的刻度l0。
3.在彈簧下端掛上乙個鉤碼，待鉤碼靜止後，記下彈簧下端所對應的刻度l1。
4.用上面方法，記下彈簧下端掛2個、3個、4個…鉤碼時，彈簧下端所對應的刻度l2、l3、l4…，並將所得資料記錄在**中。
5.用xn＝ln－l0計算出彈簧掛1個、2個、3個…鉤碼時彈簧的伸長量，並根據當地重力加速度值g，計算出所掛鉤碼的總重量，這個總重量就是彈簧彈力的大小，將所得資料填入**。
6.在座標紙上建立座標系，以彈力為縱座標，彈簧伸長量為橫座標，描出每一組資料(x,f)所對應的點。
7.根據所描各點的分布與走向，作出一條平滑的曲線(不能畫成折線)。
8.以彈簧伸長量為自變數，彈力大小為因變數，寫出曲線所代表的函式。首先嘗試寫成一次函式的形式，如果不行，寫成二次函式的形式或其他形式。
9.研究並解釋函式表示式中常數的物理意義。
（五）注意事項
1.安裝時，要保持刻度尺豎直並靠近彈簧。
2.實驗時，要盡量選擇長度較大、匝數較多，但軟硬程度(勁度係數)適中的彈簧，以每掛乙個鉤碼(20 g)彈簧伸長量增大1~2 cm為宜。
3.讀取彈簧下端所對應的刻度時，要用三角板，並且視線垂直於刻度，力求讀數準確，並且要等鉤碼靜止時，再讀數。
4.實驗中懸掛鉤碼時注意不要太多，以免彈簧被過分拉伸，超過彈簧的彈性限度。
5.要使用輕質彈簧，且要盡量多測幾組資料。
6.建立座標系時，要選擇合適標度，以使所畫曲線佔據整個座標紙。
7.畫圖線時，不一定要讓所有各點都正好在曲線上，但應注意使曲線兩側的點大致相同，偏離太遠的點要捨棄。
（六）誤差分析
本實驗的誤差主要來自以下兩個方面：
1.彈簧的長度測量不精確。
2.描點、畫圖不精確。
實驗三：驗證力的平行四邊形定則
（一）實驗目的
1.驗證力的平行四邊形定則。
2.掌握彈簧秤的構造、調節方法和使用方法。
（二）實驗原理
如果兩個互成角度的共點力f1、f2作用於橡皮筋的結點上，與只用乙個力f′作用於橡皮筋的結點上，所產生的效果相同(橡皮條在相同方向上伸長相同的長度)，那麼，f′就是f1和f2的合力。根據平行四邊形定則作出兩共點力f1和f2的合力f的圖示，應與f′等大同向。
（三）實驗器材
方木板一塊、白紙、彈簧秤(兩隻)、橡皮條、細繩套(兩個)、三角板、刻度尺、圖釘(幾個)。
（四）實驗步驟
1.用圖釘把白紙釘在方木板上。
2.把方木板平放在桌面上，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。(固定點a在紙面外)
3.用兩隻彈簧秤分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結點到達某一位置o。 (如圖所示，位置o須處於紙面以內)
4.用鉛筆描下o的位置和兩細繩套的方向，並記錄彈簧秤的讀數。
5.從力的作用點(位置o)沿著兩細繩套的方向畫直線，按選定的標度作出這兩隻彈簧秤的拉力f1和f2的圖示，並用平行四邊形定則作出合力f的圖示。
6.只用乙隻彈簧秤通過細繩套把橡皮條的結點拉到同樣的位置o，記下彈簧秤的讀數和細繩的方向。用刻度尺從o點按同樣標度沿記錄的方向作出這只彈簧秤的拉力f′的圖示。
7.比較力f′的圖示與合力f的圖示，看兩者是否等長、同向。
8.改變兩個力f1和f2的大小和夾角，再重複實驗兩次。
（五）注意事項
1.不要直接以橡皮條端點為結點，可拴一短細繩再連兩細繩套，以三繩交點為結點，使結點小些，便於準確地記錄結點o的位置。
2.不要用老化的橡皮條，檢查方法是用乙個彈簧秤拉橡皮條，要反覆做幾次使橡皮條拉伸到相同的長度看彈簧秤讀數有無變化。
3.彈簧秤在使用前應水平放置，然後檢查、校正零點。將兩彈簧秤互相勾著水平拉伸，選擇兩隻讀數完全一致的彈簧秤使用。
4.在同一次實驗中，使橡皮條拉長時結點o的位置一定要相同。
5.用兩隻彈簧秤鉤住細繩套互成角度地拉橡皮條時，夾角不宜太大，也不宜太小，以60°～100°之間為宜。
6.讀數時應注意使彈簧秤與木板平行，並使細繩套與彈簧秤的軸線在同一條直線上，避免彈簧秤的外殼與彈簧秤的限位孔之間有摩擦。讀數時眼睛要正視彈簧秤的刻度，在合力不超出量程及在橡皮條彈性限度範圍內的前提下，拉力的數值應盡量大些。
7.細繩套應適當長一些，便於確定力的方向，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乙個點，取掉細繩套後，再將所標點與o點連直線確定力的方向。
8.在同一次實驗中，畫力的圖示所選定的標度要相同，並且要恰當選取標度，使所作力的圖示稍大一些。
（六）誤差分析
本實驗的誤差主要來自以下五個方面：
1.用描點法記錄的拉力方向不夠準確；
2.所作平行四邊形的對邊不嚴格平行；
3.拉橡皮條時，沒有做到橡皮條及兩細繩套平行於木板，使在紙上所描下的拉力方向並不是拉力的真實方向；
4.沒有校準彈簧秤的零點，兩隻彈簧秤的刻度不準確；
5.彈簧的拉桿與限位孔有摩擦，使彈簧秤讀數並不能真實地表示細繩中拉力的大小。
實驗四：驗證牛頓運動定律
（一）實驗目的
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