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高中物理力学实验大全
1
、力是物体之间的相互作用
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
< br>弹簧秤测力原理是根据胡克定律，
即
F
< br>拉
=
F
弹
=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
(100g
×
3
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)
0.1
0.2
0.3
始终是
9.8N/kg
。
重力
G(N)
重力与质量的比
g(N/kg)
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
6
、悬挂法测重心
实验仪器：三角板、悬线、不规则形状薄板
< br>(
人字形梯子、绳子
)
教师操作：在
A
点用线将不规则物体悬挂起
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
< br>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
10
0
元就归谁。
游戏结论：没有人能够完成这个动作
——
重心前移，屁股顶
在墙上不能后撤，人会向前倒。
8
、显示微小形变
实验仪器：
平面镜及支架
(2
组
)
、
半导体激光光源；
装满红色水带细管的玻璃瓶
(
椭
圆柱体型
)
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
(
< br>不同的多根
)
、直尺、钩码
(<
/p>
一盒
)
、细绳、定滑轮
< br>
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)
< br>用直尺测出弹簧的原长
l
0
.
(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。
弹簧原长
l
0
(cm)
钩码重量
F
(N)
弹簧现长
l(cm)
弹簧伸长量
x(cm)
1
2
3
4
5
6
7
(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。
10
、影响滑动摩擦力的因素
实验仪器：摩擦计
(J2109)<
/p>
、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砝码重做上边实验。
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。
11
、摩擦系数
摩擦计
(
J2109)
、轨道小车
(J2108)
、钩码
(J2106)
、砝码、砝码盘、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
＝
μN
即可求出物体与水
< br>平面间的滑动摩擦系数。
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
过滑轮与砝码盘相连，
如图。注意调整滑轮的高度，使线与木板表面平行。
(3)
逐渐在砝码盘中
加砝码，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
出砝码
盘和砝码的总重，即求出此时摩擦块所受的摩擦力
f
(
应重复几次求平均值
)
。摩擦块对木板的压力<
/p>
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。<
/p>
分别记下摩擦块所受的摩擦力
f
1
，
f
2
，
f
3
，
……
，将以上结果填入下面的表格
中。
实验次数
压力
F
N
(N
)
摩擦力
f
(N)
1
1
2
3
1
2
2
3
1
3
2
3
1
4
2
3
1
5
2
3
(
图象应为过原点的直线
)
。
(6)
求出图象的斜率
k
＝<
/p>
tga
，此即摩擦块与木板之间的滑动摩擦系数
< br>μ
。
(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。
12
、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
平均值
平均值
平均值
平均值
平均值
(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
<
/p>
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。
13
、共点力的合成与分解
实验仪器：力的合成分解演示器
(J
2152)
、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
O
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。
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
< br>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
F
2
的共点作用效果都是把橡皮筋拉伸到某点，所以
< br>F
为
F
1
和
F
2
的合力。做出
F
的图示，再根据平行四边形定则做出
F
1
和
F
2
< br>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
，<
/p>
两
只测力计的方向及读数
F
1
、
F
2
< br>，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<
/p>
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
F
< br>1
、
F
2
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
< br>位置一定要相同。
(5)<
/p>
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
F
1
、
F
2
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。
15
、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
)
< br>、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)
< br>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<
/p>
(
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)
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。一般情况下
，力臂只能通过从转轴到力的作用线的垂直距离来测量。
16
、共点力作用下物体的平衡
L(m)
M(N·
m)
ΣM(N·m)
实验仪器：
方木板、
白纸、
图钉、
橡皮条、
测力计
3
个
(J2
104
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
F
1
、
F
2<
/p>
、
F
3
，并在纸
上按一定的标度，用有向线段画出三
个力
F
1
、
F
2
、
F
3
。
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
F
1
和
F
2
的合力
F
1
2
。比较
F
12
和
F
3
，在实验误
< br>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
F
1
、
F
2
、
F
3<
/p>
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
1
、
F
2
、
F
3
、
F
4
……
，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<
/p>
)
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
< br>“
接地
”
端，
< br>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；<
/p>
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<
/p>
“
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<
/p>
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<
/p>
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×
7
00mm
2
)
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
)
< br>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
< br>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
)
。
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
)
< br>和可调式两种型式。该产品以轨面长度为主参数。
主参数系列有
< br>800
毫米、
1200
毫米、<
/p>
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。
上图
J2125
型气垫导轨，它是低气压；轻滑行器、直线度不可调式气轨。
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。
上图为
J2125
< br>－
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
－
1
200/5.8
型气垫导轨的滑行器。
滑行器上部有五条
“T”
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、<
/p>
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上，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一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
”
< br>，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Ⅱ
”
，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Ⅱ
”
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
”
。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与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。
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
< br>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
< br>门相连接。计时开关扳向
“1ms”
挡时数码管显示计<
/p>
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一次，屏幕显示即累加一次。
②
“S
1<
/p>
”——
遮光计时
当采用计时
S
1
时，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
“S
2<
/p>
”——
间隔时间
当采用计时
S
2
时，
任一光电门第一次遮
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。
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<
/p>
自动进入循环显示
——
挡光框通过第一个
光电门的时间；挡光框通过第一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”——<
/p>
完全弹性碰撞实验
< br>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
“S
1
”
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。
< br>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。
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。<
/p>
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
< br>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<
/p>
S
2
；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
(J0201-CC)
、
气垫导轨
(J2125)
、
小型气源<
/p>
(J2126)
、
水平尺、
滑快、
挡光片
(30mm)
教师操作：数字计时器选择
S
2
；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
30mm
光电门
1
t
1
3.
匀变速直线运动
加速度
实验仪器：数字计时器
(J0201-CC)
< br>、气垫导
轨
(J2125)
、<
/p>
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
S
2
挡。
(2)
接通计时器电源，
把滑行器
(
已插上挡光条
< br>)
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
、
< br>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。
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
(J2
126)
、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
ΔS
在可能条件下尽量取小。<
/p>
测出通过
ΔS
所用的时间
Δt
，
则所求得的平均速度
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
A
1
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上。计时器拨到
“
计时Ⅱ
”(S
2
)
挡。接通计时器电源。
(2)
使小型气源工作，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
AA
1
的时间
Δt
1
，
在标尺上读出
AA
1
之间的距离
ΔS
1
，求出滑行器在<
/p>
AA
1
这段位移中的平均速度
.
(3)
把
A
1
处的光电门移到
A<
/p>
2
，
A
3
……
，重复步骤
2
，
分别测出对应的平均速度
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
)
。
<
/p>
(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
Δ
t
A
。挡光条的有效宽度
ΔS
A
=30mm(
即
L<
/p>
有
)
，则可求得滑
，
……
实验时
v
1
光电门
2
t
2
v
2
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
。
Δs(m)
Δt(s)
V
瞬时
(m/s)
0.414
2.56
0.162
0.260
1.78
0.146
0.109
0.86
0.127
0.057
0.48
0.120
0.0136
0.12
0.113
(6)
让一个光电门仍置于
A
处，另一光电门重新移回
A
< br>1
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
A
以及通过
A
和
A
1
的总
时间
t
，可得挡光条通过
A
1
的时间
t
1
＝
t
－
t
A
。根据挡光条的有
效遮光宽度
ΔS
A
，分别求出滑行器通过
A
及
A
1
时的即时速
度
V
A
＝
<
/p>
和
VA
1
＝
。利用步骤
(2)
所测得的时间
Δt
1
，可求得
a
＝
。
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
s
1
、
s
2
、
s
3
……
(A)
若
s
2
-s
1
=s
3
-s
2
=…
…=s
n
-s
n-1
< br>=0
，则物体做匀速直线运动。
(B)
若
s
2
-s
1
=s
3
-s
2
=…
…=s
n
-s
n-1
< br>=Δs≠0
，则物体做匀变速直线运动。
(2)“
逐差法
”
求加速度
a
1
=
，
a
2
=
，
a
3
=
，
然后取平均值，即
a=
。
(3)
“
平均速度法
”
求速度
v
n
=
。
(4)
“
图像法
”
求加速度
< br>
由
v
n
= <
/p>
，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
(<
/p>
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
带上打下一系列的点，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=0.02×
5=0.1s
，在选好的开始点下面记作
0
，第六点作<
/p>
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
s
1
、
s
2
……s
6
。
(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
5
0cm
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
)
。
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<
/p>
厘米
)
、数字计时器
(J0201
－
CC)
、光电门<
/p>
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
Δt
，实验连续做三次，
然后取平均
值。
< br>(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
h
1
、
h
2
，由公式
h
1
< br>= gt
1
2
和
h
2
=
gt
2
2
，
得
Δt=t
2
-t
1
= - = ( - )
Δt
2
=
( - )
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
h
1
、
h
2
，应该是从小球下部球表面到两个光电
门中心的距离。而不是小球中心到光电门中心的距离，因为光电门在小球下表面隔断光线时就
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。
< br>
(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。
牛顿第一定律
牛顿第三定律
1
、惯性
(1)
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，滑块维持匀速直线运动
状态。
2
、惯性
(2)
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
的蛋放到一只平底盘上，
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，生
蛋却因为它内部液态的蛋黄、蛋白，不能够立刻旋转起来，它
的惯性
作用就阻碍了蛋壳的旋转；蛋白和蛋黄在这里是起着
“<
/p>
刹车
”
的作用。
生蛋和熟蛋在旋转停止的时候情形也不一样。一个旋转着的熟
蛋，只要你用手一捏，就会立刻停止
下来，但是生蛋虽然在你手碰到的时候停止了，如果
你立刻把手放开，它还要继续略略转动。这仍然是方
才说的那个惯性作用在作怪，蛋壳虽
然给阻止了，内部的蛋黄、蛋白却仍旧在继续旋转；至于熟蛋，它里
面的蛋黄、蛋白是跟
外面的蛋壳同时停止的。
这类实验，还可以用另外一种方法来进行。把生蛋和熟蛋各用橡皮圈沿它的
< br>“
子午线
”
箍紧，各挂在
一条同样的线上。把这两条线各扭转相同的次数以后，一同放开，你立刻就会看到生蛋跟熟蛋的
分别：熟
蛋在转回到它的原来位置以后，就因为惯性作用向反方向扭转过去，然后又退转
回来
──
这样扭转几次，每
次的转数逐
渐减少。
但是生蛋却只来回扭转三四次，
熟蛋没有停止它就早停
下来了：这是因为生蛋的蛋白、
蛋黄妨碍了它的旋转运动的缘故。
4
、弹力的相互性
实验仪器：气垫导轨
(J2125)
、小型气源
(J2126)
、水平尺、
弹簧圈
2
只、滑块
2
< br>只
教师操作：气垫导轨保持
水平；两只滑块相向运动，碰撞瞬间观察两只弹簧圈变化。
5
、摩擦力的相互作用
实验仪器：三合板、遥控玩具电动小车、玻璃棒
教师操作：
在桌面上并排放上一些圆
杆，可用静电中的玻璃棒
.
在棒上铺一块三合板，
板上放一辆遥控电动玩具小车
.
用遥控器控制
小车向前运动时，板向后运动；当车向后运动时板向前运动。
6
、静电力的相互作用
实验仪器：轻小球
2
个、毛皮、橡胶棒、丝绸、玻璃棒、
细线
2
根
教师操作：用细线
拴两个小球，当两个小球带同种电荷时，
相互推斥而远离；当带异种电荷时，相互吸引而
靠近。
7
、磁场力的相互作用
实验仪器：小车
2
< br>个、条形磁铁
2
个
教师操作：在两辆小车上各固定一根条形磁铁，当磁铁的同<
/p>
名磁极靠近时，放开小车，两车被推开；当异名磁极接近时，两
辆
小车被吸拢。
8
、拉力的相互作用
实验仪器：小车
< br>(2
个
)
、绳子
学生体验：
把两辆能站人
的小车放在地面上，
小车
上各站一个学生，
每个学生拿着绳子的一端。
当一个学生
用力拉绳时，两辆小
车同时向中间移动。
实验结论：
①相互性：两个物体间力的作用是相互的。施力物体和受力物体对两个力来说是互换的，分别把这两
个力叫做作用力和反作用力。
②同时性：作用力消失，反作用力立即消失。没有作用就没有反作用。
③同一性：作用力和反作用力的性质是相同的。这一点从几个
实验中可以看出，当作用力是弹力时，
反作用力也是弹力；作用力是摩擦力，反作用力也
是摩擦力等等。
④方向：作用力跟反作用力的方向是相反的，在一条直线上。
9
、相互作用力大小的关系
实验仪器：弹簧秤
教师操作：用两个弹簧秤对拉，观察两个弹簧秤间的作用力和
反作用力的数量关系。
实验结论：
⑤大小：作用力和反作用力的大小在数值上是相等的。
牛顿第二定律
1
、牛顿第二定律
(1)
实验仪器：两辆质量相同的小车、两个光滑的轨道
(
一端带有定滑轮
)
、砝
码
(
一盒
)
、
细绳、夹子
实验方法：控制变量法。
教师操作：两辆质量相同的小车，放在光滑的轨道上，小车的前端各系上细绳，绳的另一端跨过定
滑
轮各挂一个小盘，盘里放有数量不等的砝码，使两辆小车在不同的拉力下做匀加速运动
。
(2)
对本次实验中说明的两个问题
a
：砝码跟小车相比质量较小，细绳
对小车的拉力近似地等于砝码所受的重力。
b
：用一只夹子夹住两根细绳，以同时控制两辆小车。
(3)
实验的做法：
a
：在两砝码盘中放不同数量的砝码
，以使两小车所受的拉力不同。
b
：打开夹子，让两辆小车同时从静止开始运动，一段时间后关上夹子，让它们同时停下来
。
(4)
观察两辆车在相等的时间里，所发生的位移的大小。
实验现象：所受拉力大的那辆小车，位移大。
实验结论：小车的位移与它们所受的拉力成正比；对质量相同
的物体，物体的加速度跟作用在物体上
的力成正比。
教师操作：使两辆小车所受拉力相同，而在一辆
小车上加放砝码，以增大质量，研究加速度和质量之
间的关系。
实验现象：在相同的时间里，质量小的那辆小<
/p>
车的位移大；在相同的力作用下，物体的加速度跟物
体的质量成反
比。
2
、牛顿第二定律
(2)
实验仪器：数字计时器
(J0201
-CC)
、气垫导轨
(J2125)
、
小型气源
(J2126)
、水平尺、天平、砝码、砝
码盘
(5g
以下
)
、滑块
(200g
以上
)
、挡光片、滑块配重、
细线
天平：