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验证力的平行四边形定则
二、实验原理
一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以力F′就是这两个力F1和F2的合力．作出力F′的图示，再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示，比较F和F′的大小和方向是否都相同，若相同，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则．
三、实验器材
方木板，白纸，弹簧测力计(两只)，橡皮条，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉(几个)，细芯铅笔．
四、实验步骤
1．用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上．
2．用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套．
3. 用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮
条与绳的结点伸长到某一位置O，如图1所示，记录两弹簧测力计
的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向．
(
图
1
)4．只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置
O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向．
5．改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验．
五、数据处理
1．用铅笔和刻度尺从结点O沿两细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示．
2．用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计时的拉力F′的图示．
3．比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定则．
六、误差分析
1．读数误差：减小读数误差的方法：选择相同的弹簧测力计并调整好零刻度；弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些，读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录．
2．作图误差：减小作图误差的方法：作图时要画准结点O的位置和两个测力计的方向．两个分力F1、F2间的夹角越大，用平行四边形定则作出的合力F的误差ΔF就越大，所以实验时不要把F1、F2间的夹角取得太大；作图比例要恰当．
七、注意事项
1．在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要相同．
2．用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～90°之间为宜．
3．读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的外壳和弹簧测力计的限位孔之间有摩擦．读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些．
4．细绳套应适当长一些便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向．
5．在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些．
记忆口诀
结点位置O确定，两绳夹角要适中.
力秤木板要平行，眼睛读数垂直秤.
细绳套应适当长，铅笔两点定方向.
画力标度要适当，不然误差要粗放
探究加速度与力、质量的关系
1．实验原理(见实验原理图)
(1)保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系．
(2)保持合外力不变，探究加速度与质量的关系．
(3)作出a－F图象和a－图象，确定其关系．
2．实验器材
小车、砝码、小盘、细绳、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、天平、米尺．
3．实验步骤
(1)测量：用天平测量小盘和砝码的质量m′和小车的质量m.
(2)安装：按照如实验原理图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)．
(3)平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能匀速下滑．
(4)操作：①小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，取下纸带编号码．
②保持小车的质量m不变，改变砝码和小盘的质量m′，重复步骤①.
③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a. ④描点作图，作a－F的图象．
⑤保持砝码和小盘的质量m′不变，改变小车质量m，重复步骤①和③，作a－图象．
1．注意事项
(1)平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动．
(2)不重复平衡摩擦力． (3)实验条件：m?m′.
(4)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，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．
2．误差分析
(1)因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力m′g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．
(2)摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．
3．数据处理
(1)利用Δx＝aT2及逐差法求a.
(2)以a为纵坐标，F为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比．
(3)以a为纵坐标，为横坐标，描点、连线，如果该线为过原点的直线，就能判定a与m成反比．
(
图
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)验证机械能守恒定律实验
1．实验目的：学会用打点计时器验证机械能守恒定律的实验方法和技巧．
2．实验原理：在只有__________的自由落体运动中，物体的____________可以相互转化． 但总的机械能守恒，若物体某时刻瞬间速度为v，下落高度为h，恒有mgh=mv2/2故只需借助打点计时器，测出重物某时刻的__________和该时刻的_____________即可验证机械能是否守恒．
3．实验器材：铁架台(带铁夹)、打点计时器、重锤(带纸带夹子)、纸带、复写纸片、__________、导线、低压交流电源．
一、实验过程
　　(1) 按图4-6-1所示把打点计时器安装在铁架台上，连好电源．
　　
(2) 把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器限位孔; 用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器附近．
　　(3) 接通电源，先打开打点计时器的开关，后松手让重锤带着纸带自由下落．
　　(4) 重复几次，得到3～5条打好点的纸带．
二、注意事项
　　(1) 安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩 擦阻力．
　　(2) 实验时，必须保持提起的纸带竖直，手不动，待接通电源：让打点计时器工作稳定后再松开纸带，以保证第一点是一个清晰的点．
　　(3) 测量高度h时，应从起始点算起，为减小h的相对误差，选取的计数点要离起始点远些，纸带不宜过长，有效长度可60～80 cm．
　　(4) 因为是通过比较mv2/2和mgh是否相等验证机械能是否守恒，故不需要测量重锤的质量．
三、数据处理
　　在已经打好的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在起始点标上O，以后各点依次标上1, 2, 3, …用刻度尺测出对应下落高度、、 …，计算各点对应的瞬时速度、、…，计算瞬时速度时应注意，可以测出第n点的相邻前后两段相等时间T内下落的距离和, 由公式计算出，或由公式计算出第n点的瞬时速度，然后计算各点对应的势能减少量 mghn和动能增量mvn2/2 进行比较． 计算时不需要测量出重锤质量m．
　　这个实验也可以用纸带上任意两点，第N点和第N+M点的机械能总量是否相等来验证机械能守恒定律，仍先计算出各点对应的下落高度h1、h2、h３…hN…hN+M…方法同上，再计算出各点对应的瞬时速度，v1、v2、v3…vN…vN+M…方法同上，然后计算打N点时机械能总量EN=mvn2/2+mghn和N+M点机械能总量EN+M=mvN+M2/2+mghN+M，如果机械能守恒，则应有EN=EN+M即mvn2/2+mghn=mvN+M2/2+mghN+M 只要证明出m(vN+M2-vN2)/2=mg(hn-hN+M)即可
四、误差分析
　　本实验把重锤带动纸带的下落作为自由落体运动处理，实际上由于存在摩擦阻力一定会使结果出现偏差． 因为实际计算出来的速度vn应小于无其他阻力时对应于该点的速度，也就是说最终结果应当出现动能增量mvn2 /2 略小于重力势能减小量mghn．
　　在计算任意一点的瞬时速度vn时，采用的方法是或的方法，而没有用vn=n·gt的方法计算，也是出此考虑，如果用vn=n·gt计算第n点速度，实际上是用理论的g值代替了实际上的加速度a, 且a＜g，则vn结果将会偏大，再者做这个实验时是先接通电源，再放手，可能造成纸带上记录的最初两点之间的时间间隔小于0．02 s 用vn=n·gt计算时仍按0．02 s计算，也会使vn值偏大，无论怎样，使用vn=n·gt计算瞬时速度都将使动能增量的计算值偏大．

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