1、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l0.(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。

1 2 3 4 5 6 7弹簧原长l0(cm)钩码重量F(N)弹簧现长l(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。

14、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F 1和F2的共点作用效果都是把橡皮筋拉伸到某点，所以F为F1和F2的合力。

做出F的图示，再根据平行四边形定则做出F1和F2的合力Fˊ的图示，比较Fˊ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O，两只测力计的方向及读数F1、F2，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Fˊ，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O，记下测力计方向及读数F，做出它的图示。

(4)比较Fˊ与F的大小与方向。

(5)改变两个力F1、F2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O位置一定要相同。

(5)由作图法得到的F和实验测量得到的Fˊ不可能完全符合，但在误差允许范围内可认为是F和Fˊ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F1、F2间夹角θ越大，用平行四边形作图得出的合力Fˊ的误差ΔF也越大，所以实验中不要把θ取得太大。

16、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F1、F2、F3，并在纸上按一定的标度，用有向线段画出三个力F1、F2、F3。

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O，按平行四边形定则求出F1和F2的合力F12。

比较F12和F3，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F1、F2、F3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F1、F2、F3、F4……，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。

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)：(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0.1s，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。

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J0203型电磁打点计时器为磁电式结构，其构造如图。

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。

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一致。

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，并观察振动片的振幅，当振幅最大时，表明振动片的固有频率与电源频率一致。

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。

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。

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(20×700mm2)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一条墨粉纸带做实验；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)。

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—220V，电磁打点计时器—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s1、s2、s3……(A)若s2-s1=s3-s2=……=s n-s n-1=0，则物体做匀速直线运动。