利用打点计时器原理制作受迫振动演示装置
高一物理打点计时器实验步骤
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高一物理打点计时器实验步骤
高一物理实验中的打点计时器实验是一个常见的实验项目,用于测量物体的运动速度和加速度。
以下是该实验的一般步骤:
1. 实验材料准备,准备一台打点计时器、一根直线轨道、一个小推车、一台计时器、一根细线、一块纸片等。
2. 实验装置搭建,将直线轨道固定在水平桌面上,确保轨道平整且无摩擦。
将打点计时器安装在轨道上方,使其能够记录小推车的运动情况。
3. 实验参数测量,测量小推车的质量、轨道的长度和倾角等参数,并记录下来。
4. 实验数据记录,在纸片上标记出等距的标记点,用细线将纸片系在小推车上,使得纸片随着小推车的运动而拉出。
启动打点计时器和计时器,推动小推车使其沿轨道运动,打点计时器将记录下小推车通过每个标记点的时间。
5. 数据处理与分析,根据打点计时器记录的时间数据,计算出
小推车的速度和加速度,并绘制出小推车的运动图像,观察其运动规律。
6. 实验结论,根据实验数据和分析结果,得出关于小推车运动规律的结论,比如速度随时间的变化规律、加速度的大小等。
以上是高一物理打点计时器实验的一般步骤,通过这个实验,学生可以深入理解运动学相关知识,并掌握实验操作和数据处理的能力。
受迫振动的知识点讲解_
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受迫振动的知识点讲解_下面是高中物理受迫振动的知识点讲解,大家可以参考学习。
演示:用如图所示的实验装置,向下拉一下振子,观察它的振动情况。
现象:振子做的是阻尼振动,振动一段时间后停止振动。
演示:请一位同学匀速转动把手,观察振动物体的振动情况。
现象:现在振子能够持续地振动下去。
分析:使振子能够持续振动下去的原因,是把手给了振动系统一个周期性的外力的作用,外力结系统做功,补偿系统的能量损耗。
1、驱动力:使系统持续地振动下去的外力,叫驱动力。
2、受迫振动:物体在外界驱动力作用下所做的振动叫受迫振动。
要想使物体能持续地振动下去,必须给振动系统施加一个周期性的驱动力作用。
受迫振动实例:发动机正在运转时汽车本身的振动;正在发声的扬声器纸盒的振动;飞机从房屋上飞过时窗玻璃的振动;我们听到声音时耳膜的振动等。
(多媒体展示几个受迫振动的实例)①电磁打点计时器的振针;②工作时缝纫机的振针;③扬声器的纸盒;④跳水比赛时,人在跳板上走过时,跳板的振动;⑤机器底座在机器运转时发生的振动。
3、受迫振动的特点做简谐运动的弹簧振子和单摆在振动时,按振动系统的固有周期和固有频率振动。
通过刚才的学习,我们知道物体在周期性的驱动力作用下所做的振动叫受迫振动;那么周期性作用的驱动力的频率、受迫振动的频率、系统的固有频率之间有什么关系呢?演示:用前面的装置实验。
用不同的转速匀速地转动把手,观察振子的振动快慢情况。
现象:当把手转速小时,振子振动较慢;当把手转速大时,振子振动较快。
物体做受迫振动时,振动物体振动的快慢随驱动力的周期而变化。
总结:①物体做受迫振动时,振动稳定后的频率等于驱动力的频率;②受迫振动的频率跟物体的固有频率没有关系。
关于受迫振动、共振的实验研究
![关于受迫振动、共振的实验研究](https://img.taocdn.com/s3/m/d81b1f649b6648d7c1c746ce.png)
3.期刊论文 张义同.张岚 关于扁担的力学 -力学与实践2002,24(5)
一根简单的扁担,体现了等强度梁、固有频率、受迫振动等诸多的力学问题,对扁担的力学行为的研究揭示了扁担何以有如此优良的传递载荷的性能.
4.学位论文 马海全 机械系统中一类特殊摩擦自激振动的分析和防治 1999
该文针对这一类特殊摩擦自激振动的分析与防治,首先结合BM50磨机的实际结构和现场搜集到的相关资料,试验分析并判明产生振动的原因是因为结 构上的缺陷而导致了受迫振动和摩擦自激振动.然后根据试验分析的结果,提出该BM50磨机的简化模型并对其进行理论分析.BM50机的振动是由径向的受迫 振动和周向的摩擦自激振动共同组成的,径向受迫振动的分析结果表明,这项振动主要是因为磨机转速和磨辊的固有频麓钆洳坏保佣鹉?踉诰断虻某彻舱瘛 T诙灾芟虻哪Σ磷约ふ穸难芯恐校岢隽艘恢中碌哪Σ磷约ふ穸P筒⒍哉庵帜P徒辛硕ㄐ苑治觥W詈螅P臀⒎址匠探屑扑慊捣抡婕扑悖⒃赪indows平台上实现了 自激振动分析软件的系统集成.
物理实验 PHYSICS EXPERIMENTATION 2006,26(8) 3次
参考文献(1条)
1.贾爱英 简易共振实验演示仪[期刊论文]-物理实验 2005(3)
相似文献(9条)
1.期刊论文 李越洋.刘存海.张勇 受迫振动特性研究 -化学工程与装备2008(7)
本文采用波尔共振仪定量测定受迫振动的幅频特性和相频特性,并利用频闪方法对相位差进行了测定.研究发现,当系统发生共振时,固有频率和驱动 频率相等且相位差Φ=90°.
PH YSICS EXPERIMENTATION
V01.26 No.8 Aug..2006
关于受迫振动、共振的实验研究
基础教育研究
单晓峰
中学物理实验中的打点计时器的原理与制作
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中学物理实验中的打点计时器的原理与制作中学物理实验中的打点计时器是一种常用的实验仪器,用于测量物体运动的时间。
它的原理是利用物体的运动与打点计时器之间的接触,通过记录物体通过计时器的每一个点的时间间隔来进行计时。
打点计时器的制作主要包括以下几个步骤:1. 制作计时器底座:可以使用木板或金属板作为底座,通过固定计时器的各个部件来保持稳定。
2. 安装计时器机构:计时器机构是打点计时器的核心部件,它包括定时机构和计数机构。
定时机构是用来控制打点计时器的时间间隔的,计数机构则用来记录通过计时器的点的数量。
3. 安装触发装置:触发装置是用来启动计时器的,它可以通过物体的运动与计时器之间的接触来实现。
触发装置需要精确地安装在计时器的位置,以确保准确的计时。
4. 连接电路:一些打点计时器需要使用电路来控制计时和记录数据。
在制作过程中,需要将电路与计时器的各个部件连接起来,以确保正常的运行。
制作好的打点计时器可以用于各种物理实验中,例如测量物体的自由落体加速度、测量弹簧振子的周期等。
在实验中,首先要确定物体运动的起点和终点,并将打点计时器安装在合适的位置上。
当物体经过计时器时,触发装置会启动计时器,计时器会记录下物体通过每一个点的时间间隔。
通过计算这些时间间隔,可以得到物体的运动时间。
使用打点计时器进行实验时需要注意以下几点:1. 确保打点计时器的稳定性:在实验过程中,打点计时器需要保持稳定的位置,以确保准确的计时。
可以通过使用夹子或固定装置将计时器固定在合适的位置上。
2. 精确记录数据:在使用打点计时器进行实验时,需要准确地记录下物体通过每一个点的时间间隔。
可以使用计数器或手动记录的方式来记录数据,确保数据的准确性。
3. 注意实验环境的影响:实验环境的变化可能会对实验结果产生影响。
在进行实验时,应尽量保持实验环境的稳定,避免因外界因素的干扰而导致实验结果的误差。
打点计时器是一种常用的物理实验仪器,可以用于测量物体运动的时间。
打点计时器实验报告
![打点计时器实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/ba126b9ff424ccbff121dd36a32d7375a417c615.png)
打点计时器实验报告近日,我们在实验室进行了一个小型的打点计时器实验。
本实验旨在探究如何设计和制作一个能够准确计时的小型设备,以及应用场景和优化方向等。
1. 实验装置本次实验所用的装置主要由计时器、真空吸球、钢珠、蒟蒻块和支架等组成。
其中,计时器的型号为 00.001.1,采用电子计时方式,精度可达到微秒级别。
真空吸球和支架用于固定计时器,钢珠和蒟蒻块用于触发计时器。
2. 实验步骤具体实验步骤如下:(1) 将计时器置于支架上,然后将真空吸球吸附在计时器上。
(2) 将蒟蒻块粘在地面上,并在其中央放置一颗钢珠。
(3) 轻轻扭动钢珠,使其离开蒟蒻块,在自由落体状态下落。
(4) 当钢珠从地面反弹起来时,计时器开始计时。
(5) 钢珠落下并再次反弹时,计时器停止计时。
(6) 重复以上步骤多次,记录计时器读数。
3. 实验结果通过多次实验,我们得到了以下数据:(1) 落地时间:0.350、0.345、0.350、0.355、0.360 秒。
(2) 上升时间:0.218、0.218、0.220、0.215、0.216 秒。
(3) 振动周期:0.568、0.563、0.570、0.578、0.580 秒。
(4) 自由落体高度:0.95 米。
根据以上数据,计算得出平均落地时间为 0.352 秒,上升时间为 0.217 秒,振动周期为 0.572 秒。
其中,计算公式如下:平均落地时间:(0.350+0.345+0.350+0.355+0.360)/5=0.352上升时间:0.568/2 - 0.352/2=0.217振动周期:0.350-0.217=0.133,即振动周期为0.133*2=0.5724. 实验分析从实验结果来看,我们可以得到一些结论:(1) 计时器精度较高,可达到微秒级别。
(2) 钢珠自由落体的时间是和高度无关的,落地时间和上升时间分别为0.352秒和0.217秒。
(3) 钢珠的振动周期为0.572秒,振幅越大,周期越长。
受迫振动与共振实验装置
![受迫振动与共振实验装置](https://img.taocdn.com/s3/m/fe1c5c8a3169a4517723a3e0.png)
发明与创新·中学生2019.8文长沙市雷锋学校谢玉胜一、设计背景生活中的受迫振动与共振现象很常见,比如乐器的共鸣箱、特定声音将玻璃杯震碎、跳水运动员起跳时跳板的振动等,这些利用的是物体的共振。
也有需要防止共振的,比如各种机器的基座、大部队不能齐步走过桥梁、台北101大厦内设计的阻尼球等。
“受迫振动与共振现象”是高中物理教学中的重要内容。
目前,用来演示受迫振动的仪器由曲轴和垂直悬挂钩码弹簧的曲柄组成。
当曲柄以恒定速度振荡,周期性向上和向下的力作用于弹簧振荡器,导致它作受迫振动。
该装置的原理虽然简单,但操作起来困难:弹簧振子并不是规律地上下振动,而是前后、左右乱蹦、乱跳。
即便采用利用同步电机带动双弹簧振子的装置(该装置保证了驱动力的周期性和力度的均匀性),仍然存在一些不足。
首先,由于电机的转速未知,施加给弹簧振子的驱动力的频率就是未确定的值,无法观察到受迫振动的物体发生共振时,驱动力的频率与固有频率是相等的。
其次,由于弹簧振子振动速度较快,不能准确地测量振幅。
一些改进装置尽管可以通过换算得出具体的驱动力频率,但操作过程繁琐。
此外,驱动力传递过程可视性不强,除少数坐在前排的学生可看到外,其他学生很难看清楚。
实验装置如图1所示。
为此,我经过反复研究,对原实验装置进行了创新设计。
二、基本思路受迫振动与共振实验装置采用手机App 音频信号发生器作为声源,通过大功率扬声器发声振动、产生不同频率的振源探究受迫振动与共振现象,能直观地演示受迫振动的频率等于驱动力的频率,且与固有频率无关。
其基本结构原理如图2所示。
图1教材中研究受迫振动与共振的实验装置教学视点与47发明与创新·中学生2019.8三、制作过程1.所需工具与器材电烙铁,万用表,钳子,螺丝刀,美工刀,JQ2118塑料胶以及外壳,6寸10W 扬声器,36V 电源变压器,功放集成模块,铜片和锌铁片,装有音频信号发生器App 的手机,信号发生器与示波器(用于测量谐振频率和电路的调试)。
实验:打点计时器原理及使用方法
![实验:打点计时器原理及使用方法](https://img.taocdn.com/s3/m/4122e5d1700abb68a982fb4b.png)
电火花打点计时器
正负脉冲输 出
墨粉纸 盘
纸盘轴
脉冲输 出开关
电源插 头
放电针
构造:电源插头、脉冲输出 开关、正负脉冲输出、放电 针、墨粉纸盘、纸盘轴。 原理:脉冲电流经放电针、 墨粉纸盘到纸盘轴,产生火 花放电,蒸发墨粉落在纸带 上,频率50Hz、周期0.02s 用途:计时 注意事项:交流、电压220V, 先通电等待1~2s后拖动纸 带或释放物体、先切断脉冲 输出开关后拾取纸带。
打点计时器原理及使用方法ຫໍສະໝຸດ 针 振片 线圈 接线柱底座
限位孔 定位轴 永久磁铁
电磁打点计时器构造和原理 构造:接线柱、线圈、振片、振针、永久磁铁、复写 纸片、限位孔、定位轴 原理:电磁铁与永久磁铁相互作用,频率50Hz、周期
0.02s 用途:计时 注意事项:交流、电压6V,先通电等待1~2s后拖动纸 带或释放物体、先切断电源后拾取纸带
打点计时器使用步骤
1.把打点计时器固定在实验桌上, 连接电源。 2.把纸带穿过限位孔,复写纸压在纸带上(纸带在下 复写纸在上! ) 3.先通电等待1~2s,后拖动或释放物体,纸带上就打 出一行小点。(先通电后纸带动!) 4.先切断电源,后取下纸带(先断电后取带!) 5.再取2~3条纸带,重复2~4步2~3次 6.选取纸带从能够看清的某个点开始,往后数出若 干个点。如果数出n个点,这些点划分出来的间隔 数是多少?由此计算出纸带从第一个点到第n个点 的时间。
7.用刻度尺测量距离,记录数据(原始数据最珍贵!), 保留纸带。
8.整理实验器材。
利用自制教具探究受迫振动与共振
![利用自制教具探究受迫振动与共振](https://img.taocdn.com/s3/m/39a7de9f65ce050877321302.png)
利用自制教具探究受迫振动与共振作者:陈斯钿李德安来源:《物理教学探讨》2018年第10期摘要:受迫振动与共振的演示实验是中学物理疑难实验之一,传统教学中与该部分内容有关的探究实验比较少,导致学习思路不够连贯。
针对该问题,本文设计了一系列的自制教具,旨在解决传统演示实验的不足,为学生学习受迫振动与共振提供一个更加科学、连贯的探究方案。
关键词:自制教具;受迫振动;共振;科学探究中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2018)10-0050-31 引言在中学物理教学中,受迫振动和共振是十分重要的内容。
但其演示实验的方法和内容不能令人满意。
笔者查阅了粤教版、人教版及其他一些教材,提供的演示实验装置通常如图1所示。
因此,笔者自制了一些教具,试图改进实验。
介绍如下。
2 装置原理及演示2.1 “钢条滑板”的制作与演示学生在学习受迫振动与共振之前,会存在一个错误的前概念:受迫振动的振幅与驱动力大小有关。
因此,在学习之前我们需要纠正学生错误的前概念。
为此,笔者特意设计了“钢条滑板”作为导入实验。
“钢条滑板”主要利用了不同长度的钢条具有不同固有頻率的原理。
选用20 cm×30 cm的木板一块,在底部安装上4个橡胶滑轮,便组成了滑板底部。
选用自行车的辐条作为摆动材料,其优点有两点:一是辐条为钢制材料,具有较强的韧性,在剧烈的摆动下不容易断裂;二是辐条一端有螺帽,后期可以根据教学需求更换不同长度的辐条。
在木板上等距地打出三个小孔,把螺帽嵌入小孔中,将三根辐条剪成长短不同的长度后旋进螺帽,最后在辐条的上端加上配重,以减轻辐条摆动时所需驱动力的大小(如图2)。
在课堂演示时,可以邀请学生上台挑战“让三根钢条的振幅同时达到最大”,学生受错误前概念的影响,会用尽全力推动滑板。
但很明显,由于三根钢条的固有频率并不相同,导致钢条的振幅不可能同时达到最大。
学生在挑战失败后会激发内心的好奇去追寻答案,此时笔者重新演示一遍教具:让学生以最长的钢条作为观察对象,先用较小的频率推动滑板,发现钢条的振幅非常大,再用较大的频率推动滑板,发现钢条的振幅变得非常小(如图3),由此便可以推导出受迫振动的振幅其实是与驱动力频率有关的,自然而然地便纠正了学生错误的前概念。
自制受迫振动演示仪
![自制受迫振动演示仪](https://img.taocdn.com/s3/m/0515f8d671fe910ef12df8d7.png)
自制受迫振动演示仪作者:董芳芳王劲存来源:《中学物理·高中》2018年第11期摘要:外力作用下的振动是高中物理课程的重点内容,主要包括受迫振动、固有频率、驱动力、共振等概念自制的受迫振动及共振现象演示仪,原理简单,制作方便,能演示受迫振动和共振现象,演示效果明显,取得了较好的课堂教学效果,有效地激发学生的学习兴趣.关键词:受迫振动;共振;演示仪基金项目:江苏省教育科学十三五规划课题“指向高中生物理核心素养提升的‘让学引思’教学模式的构建与实践”,课题编号:C-c/2016/02/54.作者简介:董芳芳(1987-),女,硕士,中学一级教师,研究方向:高中物理学科教学.物理是一门以实验为基础的学科,注重培养学生的科学素养和创新能力,在课堂教学中教师经常会利用一些操作简单、现象明显、直观且生动有趣的演示实验来辅助教学,不仅能够激发学生的学习兴趣,而且能够活跃课堂氛围《外力作用下的振动》是现行人教版普通高中物理课程标准实验教科书《物理》选修3-4第十一章机械振动第5节的内容教材首先介绍了物体振动的固有频率的概念,再从能量的角度分析了阻尼振动,进而通过实验探究受迫振动的频率与驱动力频率的关系,最后利用实验探究受迫振动的振幅与驱动力频率的关系,进而认识共振现象本节课的主要任务是通过实验掌握物体在做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系,以及驱动力的频率与物体固有频率接近时振动的特点为了使受迫振动以及共振现象这一演示实验现象更突出,笔者自制了受迫振动及共振现象演示仪,仪器制作简便,演示现象明显,取得了较好的演示效果.1演示器结构及材料自制的受迫振动及共振现象演示仪,由三组材质相同但长度不同的具有一定弹性且顶端分别连接一塑料小球的细杆与一金属片焊接而成,如图1所示,每组细杆长度相同,但三组细杆之间长度不同,长杆固有频率低,短杆固有频率高,长度相同的杆固有频率相同所需材料如下:相同规格弹性细钢丝6根(长度可根据需要选择)、相同塑料小球6个、金属片1个、金属底座1个.2制作过程如图2所示,在底座上表面钻6个小孔,每根钢丝上端分别套上1个塑料小球,下端从小孔中间穿过,并与底座内部的一金属片焊接在一起,并在各杆下方底座上依次标识A、B、C 字样注意金属片不能与底座固定,金属片要能够自由振动.3工作原理受迫振动及共振现象演示仪中6根钢丝均和底座内部的金属片相连,因此当其中一根钢丝在外力作用下振动时,钢丝会带动金属片振动,振动的金属片给其余五根杆提供一个周期性驱动力,迫使它们做受迫振动,当驱动力的频率与其中某组细杆固有频率相近或相同时,将发生共振现象.4使用方法41测定各细杆振动的固有频率分别插入各杆并拨动其上端的塑料小球,测定各杆振动的固有频率,并分别记为fA、fB 以及fC.42演示受迫振动将6根细杆均插入底座孔中,用手任意驱动其中一根细杆使其振动,可以观察到所有杆都将振动起来,且与手的振动频率相同,说明受迫振动的频率等于驱动力的频率,而与细杆的固有频率无关,符合受迫振动的规律改变手的振动频率,其余各细杆受迫振动的频率均随之发生改变且均与手保持相同.43演示共振现象用手驱动其中任意一根杆缓慢振动,并逐渐增大振动的频率,可以观察到从长到短的细杆,先后依次发生抖动最厉害的现象,即当驱动力频率与物体振动固有频率相同时,出现共振现象,而此时与之固有频率不同的细杆未发生共振现象.随着驱动力的频率逐渐加大,细杆由长到短依次产生共振这一现象也说明了相同材质、相同规格的细杆的固有频率与杆的长度有关,长度越长,固有频率越小.5小结传统教具,如图3所示,驱动力的频率是固定的,而且存在耦合摆现象,在此基础上,笔者对教具进行了适当改进,不仅可以用手持续驱动细杆振动,而且可以改变手的振动频率,使得驱动力频率可以发生连续变化,可以有效地演示受迫振动规律以及共振现象,在课堂教学中取得了较好的效果.中学生有强烈的好奇心和求知欲,对亲身参与亲身感受的活动非常感兴趣,这些新奇的事物能极大地调动学生的学习积极性,提高了课堂效率,同时自制教具的过程也能够加深对知识的理解这一过程中,教师力求带领学生充分挖掘生活中的物理,从生活走向物理,从物理走向生活,并在这一过程中掌握物理核心概念,提高推理、分析和实验探究的能力,提高物理学科的核心素养.参考文献:[1]柴学群.受迫振动定量演示装置[J].中学物理,2009(12):26-27.。
受迫振动与共振、阻尼振动组合演示仪
![受迫振动与共振、阻尼振动组合演示仪](https://img.taocdn.com/s3/m/0535a335cdbff121dd36a32d7375a417866fc1f5.png)
受迫振动与共振、阻尼振动组合演示仪作者:白慕祯,詹伟琴来源:《物理教学探讨》2021年第11期摘要:采用教材中的受迫振动与共振的实验装置进行实验演示,呈现的实验现象是驱动频率和受迫振动频率是不连续的;另外,实验装置的系统误差较大。
针对实验的不足,设计和制作了受迫振动、共振现象和阻尼振动组合演示仪;加入磁性画板,可以记录物体受迫振动、共振现象和阻尼振动的x-t图像。
增设了阻尼振动演示装置,可以帮助学生理解阻尼振动的振幅和能量的变化情况。
关键词:受迫振动;共振;阻尼振动;振幅中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2021)11-0052-31 教材中的实验装置简析1.1 受迫振动与共振实验装置“受迫振动共振”是人教版高中物理教材选择性必修第一册的内容,教材主要介绍了阻尼振动、受迫振动与共振。
课程标准的要求是认识受迫振动的特点,了解共振产生的条件及其应用[1]。
共振产生的条件是教学的重难点,为了有效突破重难点,教材分别列举了能够演示受迫振动与共振现象的两种实验装置[2]。
实验装置1:如图1所示,由电机、钩码和弹簧组成的振动系统,用以研究系统做受迫振动的频率与驱动力的频率的关系。
该装置的不足之处在于钩码并非上下规律地做受迫振动,而是在上下振动的同时会向左右和前后振动,导致每一个振动周期的时间可能不相等;另外,该装置振幅变化过快,不易观察。
实验装置2:如图2所示的摆球组合,用以演示共振现象。
其中,A、D、G摆的摆长相等,其余摆的摆长均不相等。
每个摆的固有频率取决于自身的摆长,因此A、D、G摆的固有频率相接近,其余摆的固有频率各不相等。
当驱动摆D摆摆动时,其振动通过张紧的绳子传到其他摆,提供了周期性的驱动力,其余摆做受迫振动。
A、G两摆的固有频率和D摆的驱动力的频率相同,振幅最大,产生了共振现象,而B、C、E、F摆的振幅都比较小。
此共振摆的不足之处在于它只能演示驱动力频率和固有频率相似或相差较大时的振幅的情况,缺少了振幅的连续变化过程,即不能观察到当驱动力的频率由小到大逐渐靠近物体的固有频率或由大到小远离物体的固有频率时,振幅的变化情况。
打点计时器实验报告
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实 验 报 告班级 姓名实验课题:用打点计时器测速度实验目的:1认识打点计时器的结构及工作原理2练习使用打点计时器;并根据纸带研究物体的运动3根据纸带上的点迹求平均速度及粗略的测量物体的瞬时速度4能认识、描绘v--t 图象;并根据v--t 图象判断物体的运动情况实验器材:学生电源、导线、打点计时器、纸带、复写纸斜面、小车、钩码刻度尺 实验原理:1、打点计时器的工作原理:打点计时器是利用电磁感应原理制造的;通过打点来计时的一种仪器..当通有交流电4~6V 时;线圈变为一电磁铁N 极;S 极不断变化;与永久磁铁相互作用;造成振片上下振动;带动振针在运动的纸带上打下一系列的点迹..由于交流电为50Hz;故打下的每两个点之间的时间间隔为0.02秒;打下的点不仅记录了物体的位置;也记录了运动所用的时间..2n;×0.02s;利用平均速度的公式求出该位移的平均速度..3、粗略测量瞬时速度:测量某点位置瞬时速度时;在其两侧包含该点取一段小位移;求出其平均速度;可以粗略的代替该点的瞬时速度..实验步骤:1、 认识打点计时器的构造及工作原理:2、 练习使用打点计时器:(1) 将打点计时器固定;熟悉实验仪器..(2) 用导线将学生电源与打点计时器连接学生电源处于关闭状态..(3) 装好复写纸片及纸带;启动电源;用手水平拉动纸带;纸带上就打出一行小点;随后立即关闭电源..(4) 取下纸带;从能够看清的某个点开始;往后数出若干个点..如果数出n 个点;由间隔数计算出第一个点到第n 个点的运动时间..(5) 用刻度尺测量出第一个点到第n 个点的距离;由平均速度的公式;求出该段位移内的平均速度..运动位移 Δx/m平均速度 m/s测量瞬时速度:1、取纸带上某一点为计时零点;每隔0.1s5个间隔取一测量点;分别用数字0;1;2;3;4;5标出这些“测量点”..2用一小段内的平均速度代替瞬时速度的方法;粗略的算出每点的速度;填入下表:位置0 1 2 3 4 5 对应时刻0 0.1s 末 0.2s 末 0.3s 末 0.4s 末 0.5s 末 取小位移Δx/m小位移用时间Δt/s点时刻速度v/ms -13将上表中的瞬时速度在v —t 图中描点连线;画出v —t 图象..注意事项: 1、实验时注意人身安全及仪器安全;打点计时器应使用10V 以下交流电源..2、实验时先接通电源;再拉动纸带;实验完毕立即关闭电源..3、 手拉纸带时;速度应快些;以防点迹太密集..4、 利用小车时;应用手接好小车;防止小车落地损坏实验仪器.. 打点计时器习题集一、 实验题1: 打点计时器是A .测量时间的仪器B .测量加速度的仪器C .测量长度的仪器D .测量速度的仪器:2. 在用打点计时器研究匀变速直线运动时;如测得各连续相等的时间间隔内位移之差不是一个恒量;其主要原因是A .长度测量不精确B .打点计时器打点的间隔不均匀C .运动中受到变化的摩擦力作用D .木板未调成水平v/ms -t/s 03.图示的纸带是由斜面下滑的小车通过打点计时器拉出来的;打点的时间间隔是0.02s;现按每10个点划分纸带;数据已标在图上;则小车运动的加速度为_________.4.做匀变速运动的小车的纸带上被打点计时器打下了一系列的点;纸带的一部分如图所示.按时间先后;依次是A、B、C三个计数点;每两个计数点间另有4个打点计时器打的实际点.若A、B之间距离为45mm;B、C之间距离为35mm;打点计时器所用交流频率为50Hz;则小车运动时加速度大小为__________.5.某次用打点计时器研究匀变速运动的实验中;用打点计时器打出小车带动的纸带如图;电源的频率为50Hz.在纸带上按时间顺序取0、1、2、3、4、5共六个计数点;每相邻的两点间均有四个点未画出.用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离标在了纸带下面;则小车的加速度大小为________;方向_________.6.用打点计时器测量物体做匀变速直线运动的瞬时速度1测量原理根据的公式V=________________________________.2用打点计时器打出下落重锤带动的纸带如图;电源的频率为50Hz;从纸带上连续取出A、B、C、D四个点;用米尺量出A、B、C、D到计数点0的距离标在纸带下面.则打下B点时重锤的瞬时速度V B=________m/s;打下C点时重锤的瞬时速度V C=__________m/s.7.用打点计时器打出下落物体带动的纸带如图.电源的频率为50Hz;从纸带上连续取出A、B、C、D、E、F六个计数点;用米尺测出A、B两点间距离S1=4.08cm;E、F两点间距离S2=5.64cm;试写出用S1、S2和相邻两点间时间间隔T计算重力加速度的公式g=_______;代入数据求出g=______.8.电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器.当电源频率为50Hz时;振针每隔______秒打一次点.现在用打点计时器测定物体的加速度.当电源频率低于50Hz时;如果仍按频率为50Hz的时间间隔打一次点计算;则测出的加速度数值________频率为50Hz时测出的加速度的数值.后一空格填写大于、小于或等于9.如图是某次实验时用打点计时器打出的一条纸带.计时器所用电源的频率为50Hz.图中A、B、C、D、E为按时间顺序所取的五个计数点;A、B、C、D、E各点与O点的距离在图中标出单位是cm;则打B点时纸带的运动速度大小是______________m/s;纸带运动过程中的加速度大小是___________m/s2.10.某次研究匀变速直线运动的实验中;用打点计时器打出小车带动的纸带如图;相邻计数点间的距离分别用S1、S2、S3、S4、S5、S6 表示;计数点间的时间间隔用T表示;则如下计算小车加速度大小的式子中正确的是A.S6S1/5T2 B.S3+S4S1S2/2T2C.S5S2/3T2 D.S4+S5+S6S1S2S3/3T211.在利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度的实验中;1测量原理根据的公式是a=_____________________.2实验中要用到的器材和测量仪器有A.小车B.一端带滑轮的木板C.打点计时器D.低压交流电源E.小钩码F.秒表G.刻度尺H.纸带I.细绳3某学生在实验中操作有如下步骤;试按合理的顺序把步骤序号填在下面的线上:___________.A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面;B.把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端;并与电源相连接;C.换上新纸带;重作两次实验;D.把长木板平放在实验桌上;并使滑轮伸出桌边;E.先让小车停在靠近打点计时器处;接通电源;放开小车;F.把一条跨过滑轮的细绳一端拴在小车上;另一端吊一钩码;G.断开电源;取下纸带;H.求出三次测量加速度的平均值;作为测量的最后结果.12. 1在测定匀变速直线运动的加速度实验中所需器材为_________A.打点计时器B.天平C.低压交流电源D.低压直流电源E.细绳和纸带F.钩码和小滑车G.秒表H.一端附有滑轮的长木板2请在下列步骤中选出必要的;并按顺序填写:_____________A.平衡摩擦力;即将长木板后端适当垫高使下滑力克服摩擦力B.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后C.把打点计时器固定在木板无滑轮端并连好电路D.用天平测量小车质量E.换上新的纸带重作两次F.把一端附有滑轮的长木板放在桌上;使滑轮伸出桌面G.在小车开始运动后;按下秒表开始计时H.先使小车放在打点计时器附近;接通电源再放小车;让小车运动I.断开电源;取下纸带J.使秒表停止;记录打点时间K.把一条细绳跨过滑轮一端栓在小车上;另一端吊适当的砝码如果小车在连续相等的时间T里的位移分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6……则有a1=____;a2=_____;a3=_____;……;最后a=_________.以下说法正确的就在后面括号里打“√”;否则打“×”:1三条纸带都必须一一进行测量和计算.2记数点的0点就是纸带上的起点.3若两计数点之间还有n个小点;则T=n+1T0;T0=0.02s.用打点计时器测匀变速直线运动的加速度答案1. A 2. C 3. a=75cm/s2 4. 9.75 5. 1.0m/s26.(1)V=S+S2T (2)V=2.19m/s V=2.39m/snn n+1Bc7. 1.50m/s2;与小车运动方向相反 11.8. 0.02;大于9.永久磁铁;调整振针长度或更换复写纸;或调整振针的固有频率使之与50Hz 交变电流产生的策动力共振10. 0.655 1.50 15. A C11. 2A、B、C、D、E、G、H、I 3D、B、A、F、E、G、C、H 12. A、C、E、F、H;F、C、K、B、H、I、ES4S1/3T2;S5S2/3T2 S6S3/3T2。
运用自制仪器 完成初中物理实验
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运用自制仪器完成初中物理实验近年来,越来越多的初中生对物理实验产生了浓厚的兴趣。
由于设备的限制,许多学校无法配备先进的物理实验装备。
那么,有没有办法能够通过自制仪器来完成初中物理实验呢?答案是肯定的!我们来看看如何利用自制的仪器完成光学实验。
光学实验是物理实验中的一个重要分支,但是专业的实验设备成本较高。
为了解决这个问题,我们可以利用闪光灯、半透明镜等简单工具来制作一个反射和折射实验装置。
我们只需要将半透明镜平放在桌子上,然后将闪光灯对准它的一侧,打开灯光,就能观察到反射和折射的现象了。
通过改变反射和折射的角度,我们可以看到光线的改变情况,并且还能观察到光的全反射现象。
接下来,我们可以利用自制的电路板和各种电子元件来完成电学实验。
电学实验通常需要用到电源、电线、电阻等设备。
但是这些设备的使用很容易导致电路短路和其他安全问题。
为了安全地进行实验,我们可以利用自制电路板来搭建电路。
我们需要一个基础的电路板,可以通过铜箔和绝缘板来制作。
然后,我们可以根据实验的需要在电路板上贴上电子元件,如电阻、电容等。
我们需要使用导线将电子元件连接起来,并连接到电源上。
通过这个自制电路板,我们可以完成初中电学实验,如欧姆定律的验证、电流的测量等。
除了光学和电学实验,我们还可以通过自制仪器完成力学实验。
力学实验主要研究物体的运动和力的作用。
为了方便进行力学实验,我们可以利用易于获取的材料来制作力学实验仪器。
我们可以使用弹簧来制作弹簧测力计。
我们可以选择一个合适的弹簧,然后将弹簧固定在一个平板上。
接下来,我们可以将不同质量的物体挂到弹簧上,通过测量弹簧的伸长量来计算物体的重力。
我们还可以利用水平轴承、杆材等材料来制作一个简易的转动摩擦实验装置。
通过调节轴承的位置和杆材的长度,我们可以观察到不同转动摩擦力对转动运动的影响,并且还可以进行定量的测量。
通过自制仪器完成初中物理实验,不仅能够提高学生的实验能力,还能够培养学生动手能力和创新能力。
受迫振动演示实验报告
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一、实验目的1. 了解受迫振动的概念和特点。
2. 观察受迫振动中共振现象的产生。
3. 研究受迫振动的幅频特性和相频特性。
4. 学习利用实验仪器进行受迫振动实验。
二、实验原理受迫振动是指物体在周期外力的作用下发生的振动。
当策动力的频率与系统的固有频率相同时,系统产生共振,振幅达到最大值。
受迫振动的幅频特性是指振幅与策动力的频率之间的关系,相频特性是指振幅与策动力频率之间的相位差。
三、实验仪器与设备1. 波尔共振仪2. 弹簧摆轮3. 电磁阻尼装置4. 频闪仪5. 数据采集器6. 计算机及分析软件四、实验步骤1. 连接波尔共振仪,确保各部分工作正常。
2. 将弹簧摆轮固定在波尔共振仪上,调整摆轮的初始位置,使其处于平衡状态。
3. 打开电磁阻尼装置,调整阻尼力矩,使阻尼系数适中。
4. 利用频闪仪观察摆轮的振动情况,并记录下摆轮的振动频率。
5. 改变策动力的频率,记录下不同频率下的振幅和相位差。
6. 利用数据采集器记录下摆轮的振动数据,并输入计算机进行分析。
7. 分析振幅与策动力频率之间的关系,绘制幅频特性曲线。
8. 分析振幅与策动力频率之间的相位差,绘制相频特性曲线。
五、实验结果与分析1. 实验结果(1)当策动力的频率与摆轮的固有频率相同时,观察到摆轮的振幅达到最大值,产生共振现象。
(2)随着策动力频率的增加,振幅逐渐减小,相位差逐渐增大。
(3)幅频特性曲线呈倒U形,相频特性曲线呈线性。
2. 分析(1)共振现象的产生是由于策动力的频率与摆轮的固有频率相匹配,使得系统在策动力作用下产生较大的振幅。
(2)幅频特性曲线表明,在共振频率附近,振幅随策动力频率的增加而增大,当超过共振频率后,振幅逐渐减小。
(3)相频特性曲线表明,振幅与策动力频率之间存在相位差,相位差随着策动力频率的增加而增大。
六、实验结论1. 受迫振动是物体在周期外力作用下发生的振动,具有共振现象。
2. 共振现象的产生是由于策动力的频率与系统的固有频率相匹配。
电磁打点计时器工作原理
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电磁打点计时器工作原理电磁打点计时器是一种常用的计时器,它利用电磁原理实现计时功能。
其工作原理主要包括电磁铁、振子、齿轮和计时装置等几个关键部件。
下面我们将详细介绍电磁打点计时器的工作原理。
首先,电磁打点计时器的核心部件是电磁铁。
当电流通过电磁铁时,会在其内部产生一个磁场,这个磁场会对附近的振子产生作用。
振子是一个带有铁芯的弹簧,当电磁铁通电时,磁场会吸引振子,使其发生振动。
其次,振子的振动会带动齿轮的转动。
齿轮是连接在振子上的一个小齿轮,当振子振动时,齿轮也会跟着转动。
这个转动的过程会通过一系列的传动装置传递到计时装置上,从而实现计时功能。
另外,电磁打点计时器的计时装置是一个非常精密的装置,它可以根据齿轮的转动情况来精确计时。
一般来说,计时装置会将齿轮的转动周期转化为时间单位,从而显示出精确的计时结果。
总的来说,电磁打点计时器的工作原理是利用电磁铁产生的磁场来驱动振子振动,进而带动齿轮转动,最终通过计时装置实现精确计时。
这种工作原理简单而有效,使得电磁打点计时器在各种领域得到广泛应用,如实验室实验、工业生产等。
在实际应用中,电磁打点计时器还可以根据需要进行调节和改进,以适应不同的计时需求。
例如,可以通过改变电磁铁的电流大小来调节振子的振动频率,从而改变计时装置的计时精度。
此外,还可以通过改变齿轮的大小和传动装置的结构来改变计时装置的计时范围和精度。
综上所述,电磁打点计时器是一种利用电磁原理实现计时功能的设备,其工作原理简单而有效。
通过对电磁铁、振子、齿轮和计时装置等关键部件的合理设计和组合,可以实现精确的计时功能,满足各种不同领域的计时需求。
振动装置工作原理及应用
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振动装置工作原理及应用振动装置是一种利用机械或电力的能量源产生周期性或非周期性的振动的设备。
它主要由能量源、传动装置和振动部件组成。
其工作原理是通过能量源向振动部件提供动能,然后通过传动装置将能量传递给振动部件,使其发生振动。
振动装置的工作原理可以分为机械振动原理和电磁振动原理两种。
机械振动装置使用机械的能量源,通过机械结构的变形或转动来产生振动。
例如,有些振动装置使用柔性杆件或弹簧来存储能量,然后在释放能量时产生振动。
另外,有些振动装置利用偏心轴或连杆机构的旋转运动来产生周期性的振动。
电磁振动装置使用电力的能量源,通过电磁感应原理来产生振动。
其工作原理基于法拉第电磁感应定律,通过利用电磁感应现象,使得线圈内产生电流,然后根据洛伦兹力定律,产生电磁力作用于振动部件上,从而使振动部件发生振动。
电磁振动装置具有调节振动频率和振动幅度的灵活性和高度可控性。
振动装置具有广泛的应用领域。
一方面,振动装置常用于工业生产中的振动筛选、搅拌、输送等过程中。
例如,在粉体制备过程中,振动装置可以通过调节振动频率和振动幅度来控制粉体的分散、混合和筛分等工艺。
另外,在物料输送过程中,振动装置可以通过振动传递力量,使得物料在输送过程中能够平稳、连续地流动。
另一方面,振动装置还广泛应用于科学研究和医疗领域。
例如,在科学实验室中,振动装置可以用于研究材料的力学性能,测量材料的振动频率、振动幅度等物理参数。
另外,在医疗领域中,振动装置可以用于物理治疗,例如利用振动按摩仪对肌肉进行按摩和舒缓。
此外,振动装置还可以用于娱乐和交通领域。
例如,在娱乐设施中,振动装置可以用于模拟过山车的运动,给参与者带来刺激和享受。
另外,在交通领域中,振动装置可以用于车辆的减震系统,通过调节振动装置的振动特性,来降低车辆在行驶过程中的震动和颠簸。
总之,振动装置是一种利用机械或电力的能量源产生振动的设备。
其工作原理基于机械或电磁的原理,通过能量的传递和转换来使振动部件发生振动。
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仪)"的研究 1998
该文介绍由增量式光电编码盘与微机组成的定轴运动信息实时采集系统(WGD系统).该系统以增量式光电编码盘作为角位移传感器,与信号预处理电路 、转向鉴别电路等将物体定轴运动的信息数字化,通过并行数字接口由计算机实时采集.该系统工作稳定,可实时描绘出平滑的"位移-时间"运动曲线和快 捷给出测量结果,可用于课堂演示.
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物理实验 PHYSICS EXPERIMENTATION 2001,21(4) 0次
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万方数据
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图1实验装置示意图
的尺寸如图2(b)所示),此摆的固有周期设定 为1s.在摆上套一绕有400匝漆包线的空心线 圈(线圈架尺寸如图2(a)所示),可让摆在其中 自由摆动.在线圈下部比丝端部略低处安装
ID(支点)
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(a)线蒯尺寸
卜1 30—
O卜———一_ 255—0 ——+卜—一270———叫
(b)线圈架及摆的制作 图2线圈架及摆的制作
物理实验第2l卷第4期
39
利用打点计时器原理制作受迫振动演示装置
袁明武
(合肥第七中学合肥230000)
摘 要:介绍一种演示受迫振动和共振现象的装置. 关键词:共振;受迫振动;摆
1引言
对于高中阶段现有的两种共振现象演示 仪,只能观察到共振现象,不能看到受迫振动的 。周期等于驱动力的周期;不能清楚地说明共振 时,驱动力的周期等于物体的固有周期.因此, 笔者利用打点计时器的原理,制作了受迫振动 演示装置,克服了上述的缺点.
一教学用蹄形磁铁.线圈的电源部分有一长柄 的单刀双掷开关,当双掷开关不断地换向时,就 会使线圈的电流不断地改变方向.
3 实验原理
与打点计时器相仿,当线圈的电流不断换 向时,就给摆施加了一个周期性变化的驱动力 ——磁场力.驱动力的周期与长柄双掷开关的 长柄摆动周期相同,因此这个周期是看得到的.
4演示方法
建立了考虑空气挤压膜的单微梁系统机电流体耦合动力学方程。采用KBM法求解时间响应,研究了机电流体耦合微梁的位移、电场及压力场响应特性 ,分析了系统参数对上述响应特性的影响。
研究了机电流体耦合微梁的共振特性。建立了系统的受迫振动方程,采用KBM法分析了系统共振的幅频、相频特性,分析了系统参数对共振的影响。 应用ANSYS软件对微梁系统进行建模,完成了微梁振动模态的模拟仿真,验证了理论分析的正确性。
文中还对隔振设计的一般方法做了介绍,对振动和噪声进行了频谱分析,就抗共振可靠性和系统可靠性指标进行了分析。
本文链接:/Periodical_wlsy200104014.aspx 授权使用:东南大学院图书馆(dndxytsg),授权号:feb63250-c3cb-40dc-b0df-9e540004f559
2装置 结构
如图1所示,将铁丝弯成双股挂在支点0 上,铁丝的上下两端各固定一根篾针,下端篾针 的端部再固定一摆球,制成上端带指针的摆(摆
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