【正文】 點(diǎn)均應(yīng)在同一高度?！　?．改變小車重（將鐵塊放在小車上）和被提升的高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，計(jì)算這時(shí)拉力所做的功。觀察并記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，此讀數(shù)既是小車重，又是測(cè)力計(jì)對(duì)小車的拉力?！緟⒖假Y料】　　為了演示方便和節(jié)省時(shí)間，上述實(shí)驗(yàn)中可以利用框架或背景屏來(lái)標(biāo)志物體在空間的位置，茲介紹如下：　　演示動(dòng)滑輪不能省功　　如圖1．50－6所示，可以演示利用動(dòng)滑輪也不能省功。用手拿著測(cè)力計(jì)勻速地拉繩子，使鉤碼在豎直方向上提起一段距離，標(biāo)出鉤碼和繩子末端的終了位置。 演示使用滑輪不能省功 【目的和要求】　　了解使用任何機(jī)械（滑輪）雖能省力，但都不能省功。用手通過(guò)繩子拉動(dòng)輪軸使鉤碼提升一個(gè)單位的距離，觀測(cè)這時(shí)動(dòng)力作用點(diǎn)向上移動(dòng)的距離?！　「鶕?jù)實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，動(dòng)力對(duì)輪軸所做的功等于輪軸克服阻力所做的功；說(shuō)明使用輪軸不能省功?！緦?shí)驗(yàn)方法】　　1．如圖1．50－2所示，將輪軸模型、米尺固定在同一方座支架上，調(diào)節(jié)把手的臂長(zhǎng)使把手臂長(zhǎng)與輪軸的大、小圓筒的半徑之比為簡(jiǎn)單的整數(shù)倍。根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察及對(duì)使用杠桿省力情況的分析，可以證明：使用杠桿不能省功?！　「淖冦^碼個(gè)數(shù)及在杠桿上的位置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。鉤碼重為G。【思考題】　　怎樣測(cè)出你爬樓梯的功率？你爬一層樓梯的功率是多少？　　編者提示：本小實(shí)驗(yàn)可輔以“力學(xué)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)?！　?．用秒表測(cè)出定滑輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需的時(shí)間t。【儀器和器材】帶固定軸和搖把的定滑輪，傳動(dòng)帶，支架，秒表，米尺?！　?．計(jì)算微電機(jī)在提升重物時(shí)的有用的功率輸出P=mgh／t（瓦）?！　?．接通電源，同時(shí)按下秒表計(jì)時(shí)，注意當(dāng)重物被提升到軸的高度時(shí)，停止計(jì)時(shí)并關(guān)掉電源?！緝x器和器材】物體做功演示器（可自制），彈簧秤（2個(gè)），秒表，米尺?！咀⒁馐马?xiàng)】　　實(shí)驗(yàn)的演示，用力要均勻，并使繩子水平?！　?．按上述方法實(shí)驗(yàn)，控制拉力不變，使小車在水平方向上移動(dòng)三個(gè)單位的距離?！　【幷咛崾荆罕拘?shí)驗(yàn)可輔以“力學(xué)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。打樁機(jī)模型如圖1．48－2所示，把一塊5千克的鐵塊嵌入兩根豎直導(dǎo)桿之間，利用繞過(guò)打樁機(jī)上端定滑輪的細(xì)繩可以把鐵塊提起?！咀⒁馐马?xiàng)】　　在實(shí)驗(yàn)中，力的大小不必用測(cè)力計(jì)測(cè)量，但要說(shuō)明定滑輪不省力?！緝x器和器材】　　單滑輪，測(cè)力計(jì)，鉤碼，方座支架，米尺。3．二個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪（圖．47－9甲）?！　?．滑輪組省力的倍數(shù)由承擔(dān)重物的繩子數(shù)目決定，在這里應(yīng)特別注意不要把最后通過(guò)定滑輪引出的那段繩子也計(jì)算在內(nèi)。　　改用由兩個(gè)二并的復(fù)滑輪組成滑輪組進(jìn)行演示（圖1．47－6），實(shí)驗(yàn)結(jié)果也相同。繩子的另一端會(huì)在測(cè)力計(jì)的鉤上?！緝x器和器材】　　演示滑輪組（J2121型），測(cè)力計(jì)二個(gè)，鉤碼，細(xì)繩及支架．【實(shí)驗(yàn)方法】　　1．將兩個(gè)單滑輪按圖1．47－4那樣，通過(guò)細(xì)繩裝成最簡(jiǎn)單的滑輪組。若滑輪本身重可以忽略，則動(dòng)滑輪兩邊的每根細(xì)繩所承受的力是相等的，并且承擔(dān)所掛物體重的一半?！　?shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，測(cè)力計(jì)讀數(shù)僅為鉤碼重的一半。測(cè)力計(jì)拉動(dòng)細(xì)繩，滑輪隨之移動(dòng)，這樣的滑輪叫動(dòng)滑輪?！　【幷咛崾荆罕拘?shí)驗(yàn)可輔以“力學(xué)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。用手豎直向下勻速拉測(cè)力計(jì)，當(dāng)滑輪平衡時(shí)，觀察測(cè)力計(jì)讀數(shù)?！　【幷咛崾荆罕拘?shí)驗(yàn)可輔以“力學(xué)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。也可用厚度約為1厘米、直徑分別為20厘米、15厘米、10厘米、5厘米的圓木板粘合成塔輪。　　3．應(yīng)把輪軸模型的構(gòu)造向?qū)W生交代清楚。可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)輪軸平衡時(shí)，大小圓筒上兩端繩所掛鉤碼重之比必為1：2?！　∽詈?，我們可以得到：“輪半徑是軸半徑的幾倍，作用在輪上的動(dòng)力就是作用在軸上的阻力的幾分之一”的結(jié)論。記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)，然后拉動(dòng)測(cè)力計(jì)，使圓筒轉(zhuǎn)到其他位置，觀察輪軸在不同位置時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)（注意始終保持拉力方向與把手垂直），可以發(fā)現(xiàn)測(cè)力計(jì)的示數(shù)都相等，在實(shí)驗(yàn)誤差可以忽略時(shí)，它們都等于繩上所掛鉤碼重的1／6?！緦?shí)驗(yàn)方法】　　1．如圖1．46－2所示，將輪軸模型固定在鐵架臺(tái)上，調(diào)節(jié)把手的臂長(zhǎng)（即金屬絲直角鉤至軸心的距離），使把手的長(zhǎng)與大、小圓筒的半徑之比分別為3：1和6：1。支架上的一塊軸承板制成可裝卸的，便于把圓筒裝上或卸下，軸承板上裝有摩擦制動(dòng)器。 輪軸的作用 【目的和要求】　　了解輪軸的作用，利用輪軸可以省力，而省力的多少?zèng)Q定于輪軸的輪半徑與軸半徑之比?！　?．利用杠桿平衡條件，可以計(jì)算出掃帚的重為G=G0L0／L。將掃帚把橫放在水平放置的角鐵上，改變掃帚把的支承位置，使它在角鐵上能保持平衡，如圖1．45－5所示，這時(shí)角鐵支承的刀口（上棱邊）正好對(duì)準(zhǔn)掃帚的重心。利用杠桿平衡條件測(cè)定質(zhì)量不均勻的棒重 【目的和要求】　　1．了解杠桿的幾種類型?！　“磮D1．45－4所示，把鉤碼作為阻力掛在杠桿上，用測(cè)力計(jì)向上拉杠桿，測(cè)力計(jì)的拉力作動(dòng)力，使杠桿在水平位置平衡。 動(dòng)力和阻力在支點(diǎn)同一側(cè)的杠桿 【目的和要求】　　1．了解杠桿的幾種類型?！緝x器和器材】　　杠桿（J2119型），方座支架（J1102型），鉤碼（J2106型），學(xué)生天平（J0104型），鐵絲，測(cè)力計(jì)，有代表性的杠桿數(shù)件：鋼絲鉗、釣魚桿、剪刀、火鉗等。可以得出“費(fèi)力的杠桿可以省距離”的結(jié)論。由此得出“阻力臂越長(zhǎng)，動(dòng)力臂越短，就越不省力”。【儀器和器材】　　杠桿（J2119型），方座支架（J1102型），鉤碼（J2106型），學(xué)生天平（J0104型），鐵絲，測(cè)力計(jì)，有代表性的杠桿數(shù)件：鋼絲鉗、釣魚桿、剪刀、火鉗等。進(jìn)一步說(shuō)明“動(dòng)力臂越長(zhǎng)、阻力臂越短，就越省力”的結(jié)論。此時(shí)阻力臂是兩個(gè)單位距離，動(dòng)力臂是四個(gè)單位距離，它們的長(zhǎng)度之比為1比2，阻力與動(dòng)力之比為2比1，這樣的杠桿可省一半的力?！緦?shí)驗(yàn)方法】　　一般情況下，利用杠桿的目的是為了省力。　　編者提示：本小實(shí)驗(yàn)可輔以“力學(xué)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)?！　?．制作杠桿時(shí)應(yīng)注意軸孔的位置，既要考慮杠桿的穩(wěn)定性，又要考慮杠桿的靈敏度。杠桿的長(zhǎng)度取1米，桿身上可以涂成紅白相間的約50毫米長(zhǎng)的有色線段，作為標(biāo)度（圖1．44－3）。應(yīng)該通過(guò)列舉一些比較簡(jiǎn)單的杠桿及板畫使學(xué)生鞏固對(duì)這些概念的理解。然后用力斜拉測(cè)力計(jì)，使杠桿在水平位置平衡，這時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)比垂直拉測(cè)力計(jì)時(shí)的讀數(shù)增大了。習(xí)慣上把手作用在杠桿上使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做動(dòng)力；杠桿另一端阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做阻力?！　?．如圖1．44－1所示，取一彎臂杠桿，裝在方座支架上，在力的作用下能夠繞著固定點(diǎn)（固定軸）轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)杠桿?！舅伎碱}】　　1．秤的稱量范圍與哪些因素有關(guān)？　　2．研究制作有兩個(gè)提紐的桿秤，其中一個(gè)提紐最多能稱量1千克，另一個(gè)能稱量2．5千克，考慮如何選擇秤桿、秤錘與提紐位置?！緟⒖假Y料】　　桿秤的刻度為什么是均勻的說(shuō)明。將定星點(diǎn)與該刻度之間分成10等分?！　?．將秤盤系在秤桿的一端，在離秤盤孔約1厘米處用細(xì)繩作一個(gè)提紐。 制作桿秤 【目的和要求】　　了解桿秤的構(gòu)造和刻度原理，并能動(dòng)手制作桿秤。水的密度是已知的?！緟⒖假Y料】一、利用杠桿平衡條件測(cè)固體密度的另一種計(jì)算方法實(shí)驗(yàn)步驟和方法與前相同。6．由公式求出石子的密度。調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。　　套在玩具電機(jī)軸上的塑料皮帶輪及橡皮筋傳動(dòng)帶，在無(wú)線電器材商店能買到。上升的過(guò)程則是彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和重力勢(shì)能的過(guò)程。在此過(guò)程中，動(dòng)能是由零逐漸增至最大，以后又逐漸減至零，而彈簧的彈性勢(shì)能卻是隨著形變的逐漸加大由零逐漸增至最大?！　∮檬致貙⒅匚锿衅穑敝翉椈苫謴?fù)原長(zhǎng)為止，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為零。再把膠布貼于球的表面，這樣就做成一個(gè)小鉤環(huán)，懸線和彈簧就分別系（或鉤掛）于這些小鉤環(huán)上。用長(zhǎng)線（1米以上）懸起一個(gè)擺球，在擺球的兩側(cè)水平地拉起兩根同樣的輕彈簧（或橡皮筋）。由于慣性，振子繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，彈簧在相反方向發(fā)生形變，振子的動(dòng)能又逐漸轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，至最大位置時(shí)，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。用手把振子拉向平衡位置的一側(cè)后放開(kāi)，振子即在彈簧的彈力作用下振動(dòng)起來(lái)?！咀⒁馐马?xiàng)】　　單擺在擺動(dòng)過(guò)程中，由于阻尼的作用，振幅會(huì)越來(lái)越小，為了不致于使擺幅衰減過(guò)快，應(yīng)采用質(zhì)量較大的擺球來(lái)做實(shí)驗(yàn)。當(dāng)擺球擺至最低點(diǎn)時(shí)，勢(shì)能減至最小，動(dòng)能最大?！静僮鳌俊　螖[可以采用金屬擺球、彈子或其他重物如秤砣等制作。再將棋子放在鋸條的端部?？梢钥吹剑^碼向下拉的距離越大，彈起的高度也越大，即橡皮筋的彈性形變?cè)酱?，它?duì)鉤碼做的功越多，說(shuō)明它的彈性勢(shì)能越大。用橡皮筋演示彈性勢(shì)能與哪些因素有關(guān) 【器材】　　長(zhǎng)短相同而粗細(xì)不同的橡皮筋（或橡筋帶）各一50克或100克鉤碼?！　。?）把重物的質(zhì)量加大一倍，同時(shí)也把木塊的質(zhì)量加大一倍，重做實(shí)驗(yàn)，可以看到當(dāng)重物下落時(shí)能拉動(dòng)質(zhì)量大一倍的木塊（要說(shuō)清這時(shí)木塊與木板間的摩擦力也增大一倍），勻速移動(dòng)一段距離，說(shuō)明勢(shì)能的大小與被舉高的物體的質(zhì)量有關(guān)。　　演示按以下步驟進(jìn)行：　?。?）先將重物舉高并用手托住，把木塊拉向右端使線拉直，然后放手讓重物下落，重物便拉動(dòng)木塊（克服木塊與木板間的摩擦力）移動(dòng)一段距離，直至重物被擋住為止。重復(fù)幾次，在紙盒停下的平均位置插一標(biāo)志?！静僮鳌俊　。?）把一號(hào)電池和二號(hào)電池并排放在斜面頂端同一高度處，讓它們同時(shí)滾下。 【注意事項(xiàng)】 　　（1）斜面的高度和紙盒的質(zhì)量應(yīng)事先選好，使速度改變時(shí)盒子被推動(dòng)的距離有明顯的差異。重復(fù)實(shí)驗(yàn)幾次，在紙盒停下的平均位置插下標(biāo)志。運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能與速度的關(guān)系 【器材】一號(hào)舊干電池1只，薄木板或玻璃1塊，紙盒，墊塊，標(biāo)志旗或桿。 　　2．動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化 　　此實(shí)驗(yàn)只需添加一個(gè)鐵球。初中物理第十五章功和機(jī)械能實(shí)驗(yàn)探究巧用日光燈支架做機(jī)械能轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)材料：廢普通日光燈支架內(nèi)側(cè)部分（反光蓋，長(zhǎng)120㎝，取下日光燈管，便可拆掉反光蓋，如圖所示）、彈簧（長(zhǎng)10㎝左右）。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：首先讓同一鐵球分別從斜面的不同位置滾下，撞擊放在平面上的木塊，觀察木塊被撞的距離，撞的越遠(yuǎn)說(shuō)明動(dòng)能越大，從而得出質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)的速度越大，它的動(dòng)能越大；然后分別讓質(zhì)量不等的兩個(gè)鐵球，從斜面的同一位置滾下，撞擊放在平面上的木塊觀察木塊被撞的距離，撞的越遠(yuǎn)說(shuō)明動(dòng)能越大，從而得出運(yùn)動(dòng)速度相同的物體質(zhì)量越大，它的動(dòng)能就越大；最后綜合分析前兩組實(shí)驗(yàn)，得出最終的結(jié)論。 　　說(shuō)明：讓斜面和平面的長(zhǎng)度相差不多，主要是在做動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)時(shí)，鐵球返回時(shí)，能沖上斜面；實(shí)驗(yàn)時(shí)選取的球直徑要大于彈簧的內(nèi)徑，以防球被彈簧卡住，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。　?。?）在斜面末端放置紙盒，讓一號(hào)電池從斜面中部某處滾下撞在紙盒上，將紙盒推動(dòng)一段距離。這表明運(yùn)動(dòng)物體的速度越大，它的動(dòng)能也越大。運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系 【器材】　　一號(hào)舊干電池1只，薄木板或玻璃1塊，紙盒，墊塊，標(biāo)志旗或桿，1個(gè)二號(hào)舊干電池。　?。?）再用二號(hào)電池從斜面頂端同一高度處滾下，撞在紙盒上，并把紙盒推動(dòng)一段距離。【操作】　　演示裝置如圖10－2所示，一木塊放在水平木板上，拴在木塊上的細(xì)線繞過(guò)兩個(gè)定滑輪與一被舉高的重物相連，重物正好能拉動(dòng)木塊勻速前進(jìn)。說(shuō)明重物舉得越高，它所具有的重力勢(shì)能就越大?！咀⒁馐马?xiàng)】　　演示前，應(yīng)仔細(xì)調(diào)配好重物的質(zhì)量和木塊的質(zhì)量，使重物能勻速地下落。改變將鉤碼向下拉的距離重新實(shí)驗(yàn)?！静僮鳌咳鐖D10－4，用一塊木板將一根鋸條壓在桌端或凳子上，只露出較少一段。動(dòng)能和重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化 【器材】　　單擺。下降的過(guò)程是重力勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過(guò)程。單擺的擺動(dòng)過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。平常，振子停止在平衡位置。至平衡位置時(shí)彈性勢(shì)能最小，動(dòng)能最大?！　≡跊](méi)有彈簧振子的情況下，可以按圖10－6裝置來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?！緜渥ⅰ俊　∽灾茊螖[式振子的懸掛可采用如下方法：剪一小塊膠布，在中間部位錐一小洞，將一小段細(xì)銅絲對(duì)折后穿過(guò)小洞，并折成“Ω”形。此時(shí)由于金屬重物所受的重力作用，彈簧伸長(zhǎng)而具一定的彈性勢(shì)能。在重物下降的過(guò)程中，開(kāi)始是速度越來(lái)越大，以后又越來(lái)越小，至最低點(diǎn)時(shí)速度又重新減至零。而在最低點(diǎn)時(shí)，重力勢(shì)能最小，彈性勢(shì)能最大，動(dòng)能為零，重力勢(shì)能減少的部分全部轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。如果能找到一截鉛筆粗細(xì)的銅棒作水輪機(jī)的轉(zhuǎn)軸則更好，這時(shí)葉片須焊在銅軸上?！緦?shí)驗(yàn)方法】　　1．把杠桿的中點(diǎn)懸掛在支架上。　　5．量出鉤碼所掛處與支點(diǎn)的距離L2，由杠桿平衡條件得出(mg1F)l1= m2gl2，其中F為石子浸沒(méi)水中所受浮力，由阿基米德定律知道，代入前式，求得石子的體積V。名稱鉤碼質(zhì)量m1（千克）動(dòng)力臂L1（米）阻力臂L2（米）物體質(zhì)量m1（千克）物體浸沒(méi)水中時(shí)鉤碼力臂L＇（米）物體所受浮力F（牛）物體體積V（米3）物體密度（千克/米3）石子 金屬 陶瓷 【注意事項(xiàng)】　　玻璃杯內(nèi)的水要能浸沒(méi)物體且不溢出，物體與杯子不能接觸?！　∶看螌?shí)驗(yàn)時(shí)，只要測(cè)出L2和L＇2，再代入（4）式中，即可求得所測(cè)物體的密度。（1）得，　　欲測(cè)液體密度，每次實(shí)驗(yàn)，只需量出b和c的長(zhǎng)度，然后代入上式，即可求出被測(cè)液體的密度?！　?．將螺帽系上細(xì)繩做為秤錘使用。在秤桿上記下秤錘位置，標(biāo)上刻度?！　?．如找不到合適的直木桿，可用一根筷子代