【正文】 ，使杠桿在水平位置平衡。自制水輪機(jī) 　　水輪機(jī)可按下面的方法自制：找一根圓木棍做軸，把幾個(gè)同樣大小的香脂盒（或半瓣乒乓球）釘在軸上作為葉片，在軸的兩頭斷面的正中處垂直地釘進(jìn)兩只鐵釘，再讓鐵釘穿在木板支架上的兩只小號(hào)“羊眼”的孔中，這樣水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來就很靈活了。然后很快抽開手，讓重物自由落下，以后重物就在2兩位置之間來回振動(dòng)。當(dāng)把擺球拉向一側(cè)后放開，擺球便在彈簧的彈力作用下振動(dòng)起來，由于擺球的懸線很長(zhǎng)，擺球在不大的范圍內(nèi)可以看作是在同一水平線上運(yùn)動(dòng)，這樣與彈簧振子的情況基本一致。　　從能量的轉(zhuǎn)化來看，振子被拉向一側(cè)，彈簧因形變（一根彈簧被拉長(zhǎng)，另一根被壓縮）而具有彈性勢(shì)能。由于慣性，擺球繼續(xù)擺動(dòng)，在擺球上升的過程中，速度越來越小，動(dòng)能又逐漸轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，在最大高度時(shí)動(dòng)能為零，勢(shì)能最大。然后用手將鋸條端部扳下一段距離，然后放開，棋子即被彈起一高度，從扳下的距離和彈起的高度同樣可以得出，物體的彈性形變?cè)酱?，它的彈性?shì)能就越大的結(jié)論?！静僮鳌俊　∪鐖D10－3那樣將橡皮筋懸掛于鐵支架上，在橡皮筋的下端懸掛鉤碼或其他重物，再在橡皮筋的一側(cè)豎立一把5厘米分度的刻度尺。說明舉高的物體在下落過程中能做功，具有重力勢(shì)能?？梢钥吹剑跐L動(dòng)過程中，二者速度的變化情況基本一樣，它們到達(dá)斜面末端的速度也是一樣的。　?。?）再讓電池從斜面頂端滾下撞在紙盒上，將紙盒推動(dòng)一段距離，同樣重復(fù)實(shí)驗(yàn)幾次，在紙盒停下的平均位置插一標(biāo)志。實(shí)驗(yàn)過程如下：讓鐵球從斜面的某一位置滾下，在下落過程中，鐵球的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為它的動(dòng)能，鐵球在平面上運(yùn)動(dòng)撞擊彈簧，使彈簧發(fā)生彈性形變，鐵球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能；彈簧恢復(fù)原狀，鐵球被彈回，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為鐵球的動(dòng)能；鐵球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，沖上斜面，鐵球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為它的重力勢(shì)能。 　　能夠完成的實(shí)驗(yàn)： 　　1．探究：動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)？ 　　在上述裝置上，再添加質(zhì)量不相等的兩個(gè)鐵球、一個(gè)木塊即可?！　。?）把一號(hào)干電池先后從斜面的不同高度處滾下，讓學(xué)生觀察，物體滾下前所處的位置越高，到達(dá)斜面末端時(shí)的速度越大。　?。?）如用小車做實(shí)驗(yàn)，可以在車內(nèi)加砝碼來改變車子的質(zhì)量，但必須將砝碼固定于車子的中部，以免車子滾下時(shí)不作直線運(yùn)動(dòng)。力勢(shì)能與物體的高度和質(zhì)量有關(guān) 【器材】　　鐵支架，長(zhǎng)木板，滑塊，重物，定滑輪2只，線?！　∽詈髿w納得出：物體被舉得越高，質(zhì)量越大，它的勢(shì)能也越大。用鋸條和棋子演示彈性勢(shì)能與哪些因素有關(guān) 【器材】　　兩根彈性不同的鋼鋸條（或鋼尺），木棋子。擺球在最高點(diǎn)時(shí)具有一定的重力勢(shì)能，當(dāng)它下降時(shí)，勢(shì)能越來越小，速度越來越大，動(dòng)能也越來越大?！静僮鳌俊　D10－5是一個(gè)彈簧振子，在一根光滑的水平細(xì)桿上穿有一個(gè)小球（振子），振子的兩邊由兩根同樣的輕彈簧拉著?！　椈烧褡拥恼駝?dòng)過程，實(shí)際上是彈簧的彈性勢(shì)能和振子的動(dòng)能（彈簧的各部分也有動(dòng)能，但較?。┫嗷マD(zhuǎn)化的過程?！静僮鳌俊　“褟椈桑ɑ蛳鹌そ睿覓煸谥Ъ苌希趶椈傻南露藨覓旖饘僦匚?，如圖10－7。也就是說，在重物下降的過程中，重力勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和彈性勢(shì)能。【儀器和器材】　　待測(cè)密度的石子，金屬，陶瓷片，杠桿及支架，細(xì)線，鉤碼3個(gè)（J2106型），刻度尺，玻璃杯，水。把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果填入表1．20－1中。將已知密度P的重物G和任意平衡物P分掛在兩邊（圖1．26－3），調(diào)節(jié)它們的懸掛位置，使杠桿平衡，則　　Ga=Pb　　保持重物G位置不變，將G全都浸入被測(cè)液體中，調(diào)節(jié)P的位置使杠桿平衡，則　　將代入（l）、（2），并且將（2）247。再在盤內(nèi)放上標(biāo)準(zhǔn)的1千克重物，移動(dòng)秤錘使秤桿平衡?！　U秤是根據(jù)有固定轉(zhuǎn)軸物體的平衡條件制成的。調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。【注意事項(xiàng)】　　1．杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂等概念，是研究杠桿的基礎(chǔ)，必須讓學(xué)生掌握好?！　?shí)驗(yàn)時(shí)可邊講邊演示，并且在講解過程中，可在桿身上插上標(biāo)有有O、A、B等符號(hào)的輕質(zhì)小紙旗，在鉤碼下懸掛標(biāo)有FF2多符號(hào)的小紙旗（圖1．44－4）。　　2．認(rèn)識(shí)杠桿的用途及怎樣利用杠桿。得出“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3個(gè)單位距離，動(dòng)力臂是1個(gè)單位距離，它們的長(zhǎng)度之比是3比1，阻力與動(dòng)力之比為1比3。 力和距離都不省的等臂杠桿【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?！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。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，利用桌子的邊緣測(cè)出這支米尺的質(zhì)量。軸的一端孔內(nèi)裝有鐵絲把手，它的一端彎成直角鉤，在鉤端上鉆一小孔。　　4．將繩子系到大圓筒邊槽的孔上，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，可得到類似的結(jié)論?！　?．J2120型輪軸模型是專供中學(xué)演示輪軸作用的儀器。這種輪軸的輪半徑和軸半徑可以任意選用，演示起來很方便?！　「淖兯鶔煦^碼重，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，并記下各次測(cè)力計(jì)的讀數(shù)　　由實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)分析，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)跟所掛鉤碼重相等。當(dāng)滑輪平衡、或?qū)⒒喓退旅娴你^碼一起勻速提升，記下測(cè)力計(jì)的讀數(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)。手通過測(cè)力計(jì)拉繩子的一端，當(dāng)滑輪平衡（或使重物與動(dòng)滑輪一起勻速運(yùn)動(dòng)）時(shí)，可發(fā)現(xiàn)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為動(dòng)滑輪和鉤碼總重的1／4?！　?．一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪（圖1．47－7）。得出結(jié)論：在保持物體通過的距離不變的情況下，做功的大小跟作用在物體上的外力成正比。用手拉繞過定滑輪的細(xì)繩，鐵塊升高，手做了功。將小車沿水平方向上分別勻速移動(dòng)一個(gè)單位及三個(gè)單位的距離，記下此時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。圖中微電機(jī)的電源可用干電池，懸掛的重物的質(zhì)量為1千克，實(shí)驗(yàn)裝置緊固在桌子的一角?！　【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)?！　?．計(jì)算出使定滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的功率P=πfd/t。記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F。 演示輪軸不能省功 【目的和要求】　　了解使用任何機(jī)械（輪軸）雖能省力，但都不能省功。繞過輪的繩的一端系有一個(gè)小圓環(huán)。【實(shí)驗(yàn)方法】　　如圖1．50－3所示，使滑輪兩邊的細(xì)繩平行且在豎直方向上，維持物體平衡。演示斜面遵循功的原理 【目的和要求】　　1．了解外力使物體沿斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)所做的功；　　2．加深對(duì)功的原理的理解；【儀器和器材】　　斜面小車（J2108型），測(cè)力計(jì)，米尺，方座支架，鐵塊，大三角板?！　∮蓪?shí)驗(yàn)觀察和計(jì)算，分析說明利用斜面不能省功?！　?．用測(cè)力計(jì)沿斜面方向?qū)⑿≤噭蛩俚乩瓌?dòng)，觀察并記下測(cè)力計(jì)的讀數(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)。　　1．將演示小車從斜面中部向下運(yùn)動(dòng)。 測(cè)變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度 【目的和要求】　　觀察做變速運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)特征，理解平均速度的物理意義。按上述要求重復(fù)訓(xùn)練幾次，要求學(xué)生能基本上達(dá)到與節(jié)拍器響聲同步反應(yīng)?！　?．測(cè)量變速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和路程?！　?．計(jì)算平均速度，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果?！　?．若用電子秒表或機(jī)械秒表安排兩人一組做實(shí)驗(yàn)，效果會(huì)更好?！　?．把砝碼A舉得更高些，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，并記下木塊B在平面上勻速移動(dòng)的距離。 室外測(cè)平均速度 【目的和要求】　　用手表和卷尺測(cè)短跑者的平均速度；練習(xí)用手表測(cè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間?！　?．每4個(gè)人為一個(gè)小組，先由甲跑，乙發(fā)起跑口令，丙、丁分別在30米處和60米處測(cè)時(shí)間，然后依次輪換，各就各位。滾擺的實(shí)驗(yàn) 【目的和要求】　　了解動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，在相互轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能的總量保持不變?！　?．重復(fù)上述操作，用手將滾擺上升到原來的高度，將手松開。避免擺體前后、左右擺動(dòng)；懸掛擺體的懸線要選用彈性小、柔軟、牢固的棉線?！緦?shí)驗(yàn)方法】　　1．安裝、調(diào)整杠桿　　將杠桿安裝在方座支架上，安裝時(shí)注意使杠桿的支撐軸成水平。米）1 2 3 　　3．研究動(dòng)力和阻力不相等的平衡　　在杠桿兩臂分別掛上2個(gè)和4個(gè)鉤碼。把最后一次讀數(shù)記入表1．24－1中。使擺球自由釋放，單擺將往返重復(fù)地?cái)[動(dòng)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1．53－4所示，在單擺的支架上，插入阻擋桿，使阻擋桿與水平線在同一平面內(nèi)。鉆一孔；取另一根筆芯為支架，將其筆頭插入小木板中，筆尾釘在橫梁上。它們的不同之處是：（l）支撐點(diǎn)不同。乒乓球的實(shí)驗(yàn) 【目的和要求】　　了解動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，在相互轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能的總量保持不變?！　【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)。（表中填寫了一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)供參考，重物的質(zhì)量m1為10克，刻度尺的零刻度在左邊?？蓪⑷侵ё旁谧雷拥倪吘?，重物懸掛在桌子的外面?；? 【目的和要求】　　認(rèn)識(shí)定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組的作用。（從圖1．28－2可知定滑輪實(shí)質(zhì)上是個(gè)等臂杠桿。然后保持左邊的測(cè)力計(jì)位置不變，提起右邊的測(cè)力計(jì)，再次讀出兩測(cè)力計(jì)的示數(shù)，如圖1．28－4所示。對(duì)滑輪組的認(rèn)識(shí)可由淺入深循序漸進(jìn)，復(fù)雜一些的滑輪組可留待在做了“測(cè)滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)后進(jìn)一步加深認(rèn)識(shí)。提起測(cè)力計(jì)，使杠桿保持水平?！　?．改變斜面長(zhǎng)度L和豎直高度h,在小車上加槽碼改變小車重，重復(fù)上述步驟，并記錄下每次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填入表1．29－1。做一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)，分析怎樣選擇AB的長(zhǎng)度、支點(diǎn)O的位置和配重B的大?。俊　√崾荆簩?shí)際問題中h2的高度（繩長(zhǎng)或最大水深）是一定的，需要合理選擇AB的長(zhǎng)度和支點(diǎn)O的位置，又由于人們提起水桶的力量有限（比如100牛頓），也需要合理選擇配重B的大小及支點(diǎn)O的位置?！　∪缓蟾淖冃泵娴膬A斜角度θ，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程。根據(jù)公式求出斜面的機(jī)械效率。記錄下每次拉力F和傾斜角度θ?！緝x器和器材】　　斜面小車（J2108型），方座支架（J1102型），測(cè)力計(jì)（J2104型，5牛），量角器，刻度尺，沙粒?！　?．實(shí)驗(yàn)裝置如圖l．29－3所示?！　?．手拿測(cè)力計(jì)將杠桿由水平位置勻速提到某一高度，并記下此位置，用刻度尺測(cè)量出B點(diǎn)被提起的高度h和C點(diǎn)被提起的高度h’（=2h），它們分別是重物移動(dòng)的距離和外力移動(dòng)的距離，記下這些數(shù)據(jù)，并計(jì)算后得出結(jié)論：直接用手做的功和使用杠桿所做的功是相等的；利用杠桿雖然省力，但卻移動(dòng)了更長(zhǎng)的距離，結(jié)果并沒有省功。有的則需對(duì)測(cè)力計(jì)稍作修理，以便讀出零點(diǎn)位置。　　結(jié)合圖1．28－5分析動(dòng)滑輪相當(dāng)于動(dòng)力臂是阻力臂2倍的省力杠桿。　　2．兩個(gè)學(xué)生互相配合，一個(gè)學(xué)生用手挽住線的一頭，讓線穿過動(dòng)滑輪后拿住動(dòng)滑輪；另一個(gè)學(xué)生用測(cè)力計(jì)鉤住線的另一頭，在滑輪上掛一個(gè)50克的鉤碼?！緦?shí)驗(yàn)方法】　　一、定滑輪　　1．在蠟線一端拴一個(gè)50克鉤碼，線的另一端跨過定滑輪會(huì)在測(cè)力計(jì)掛鉤上?！緟⒖假Y料】　　用杠桿平衡條件擴(kuò)大彈簧秤的稱量　　很多彈簧秤的最大稱量是2．5千克，在家庭中使用時(shí)常會(huì)覺得稱量不夠。重物質(zhì)量m1（克）尺的重心位置（厘米）重物位置（厘米）重物到刀口距離d1（厘米）刀口位置（厘米）尺子重心到刀口距離d（厘米）刻度尺質(zhì)量m（克）10 　　4．計(jì)算出重物到刀口的距離d1，以及刻度尺重心到刀口的距離d分別填入上面的表中?！緝x器和器材】　　刻度尺，刀口（三角形支座），質(zhì)量10克的重物，細(xì)線。【實(shí)驗(yàn)方法】　　如圖1．53－3所示，將玻璃板放在講臺(tái)上，將乒乓球拿到一定的高度，然后放手，乒乓球就下落。（2）重物懸掛方式不同。用我們制成的簡(jiǎn)易鉤碼掛在橫梁兩端，就可以研究杠桿的平衡問題。然后讓擺球從水平線的高度（圖中虛線位置）開始擺動(dòng)，當(dāng)擺線碰到阻擋桿時(shí)，擺球便開始繞阻擋桿擺動(dòng)，且仍能達(dá)到水平線的高度。分析擺球在擺動(dòng)時(shí)勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化?！咀⒁馐马?xiàng)】　　1．用測(cè)力計(jì)作阻力時(shí)，應(yīng)保持測(cè)力計(jì)與杠桿成垂直狀態(tài)。改變動(dòng)力臂的長(zhǎng)度重復(fù)實(shí)驗(yàn)?！　?．研究動(dòng)力和阻力相等的平衡取數(shù)目相同的兩組鉤碼，一組作動(dòng)力，一組作阻力?！緟⒖假Y料】　　如果學(xué)校沒有工廠生產(chǎn)的滾擺，而自己制作時(shí)，應(yīng)注意選用密度大些的物體作擺體。分析滾擺在上升過程中速度的變化情況。【實(shí)驗(yàn)方法】　　如圖1．53－1所示，將滾擺擺體用結(jié)實(shí)的雙線掛在支架橫梁A、B處的小孔內(nèi)。丙、丁看到發(fā)令旗甩下（或看見槍的煙霧），立即開始計(jì)時(shí)（若用手表或鬧鐘，則必須記住這時(shí)秒針?biāo)傅臅r(shí)刻）。【實(shí)驗(yàn)方法】　　1．練習(xí)使用計(jì)時(shí)工具?！　「鶕?jù)實(shí)驗(yàn)觀察及分析，可以得出：物體被舉得越高，質(zhì)量越大，它的勢(shì)能就越大。了解物體由于被舉高或者發(fā)生彈性形變具有勢(shì)能。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出：　?。?）變速直線運(yùn)動(dòng)中，各段路程的平均速度并不相等，而且它們也不等于全程的平均速度。　　6．節(jié)拍器每拍的時(shí)間間隔仍為1秒，記下第5拍時(shí)小球經(jīng)過的位置?！　?．調(diào)節(jié)小球滾動(dòng)的快慢?！緦?shí)驗(yàn)方法】　　1．安裝實(shí)驗(yàn)器材。記下長(zhǎng)方體通過的距離。了解一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能。　　由實(shí)驗(yàn)觀察，可以明顯地看到利用斜面可以省力，斜面的傾角愈小就愈省力。兩種情況下小車重心的起點(diǎn)和終點(diǎn)均應(yīng)在同一高度。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。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)