力学实验 大全

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物理实验简单的力学实验

物理实验简单的力学实验

物理实验简单的力学实验力学实验是物理学中基础而重要的一部分,通过实验可以帮助我们理解物体的运动规律和力的作用方式。

在本文中,将介绍一些简单的力学实验,帮助读者更好地理解和掌握力学概念。

实验一:弹簧弹力实验实验材料:弹簧、测力计、托盘、质量块实验步骤:1. 将测力计固定在桌子上,并将弹簧挂在测力计的下方。

2. 在弹簧下方的托盘上放置质量块。

3. 测出托盘上的质量,并记录下对应的测力计示数。

4. 逐渐增加托盘上质量块的重量,记录每次的测力计示数。

实验原理:当质量块增加时,弹簧受到的弹力也随之增加,利用测力计可以直接测量到弹簧的弹力大小。

通过记录不同质量块对应的示数,我们可以验证胡克定律,即弹簧伸长的长度与所受弹力成正比。

实验二:摩擦力实验实验材料:水平细木板、滑轮、绳子、质量块、测力计实验步骤:1. 将绳子系在质量块上,通过滑轮将绳子拧绕在水平细木板上。

2. 使木板保持平稳,调整绳长和质量块的质量,使木板开始运动。

3. 通过调整施加的力的大小,使木板以匀速运动。

4. 不断调整质量块的质量和施加的力的大小,记录示数和所用力的大小。

实验原理:根据牛顿第二定律,当力平衡时,木板以匀速运动,施加在木板上的力大小等于摩擦力的大小。

通过测力计记录施加在木板上的力和所用力的大小,可以推算出摩擦力的大小。

实验三:斜面实验实验材料:光滑斜面、质量块、测力计、绳子实验步骤:1. 将光滑斜面固定在桌子上,并用绳子将质量块绑在测力计上。

2. 将质量块静止放在斜面上,并记录测力计示数为F1。

3. 逐渐加大斜面角度,记录不同角度下的测力计示数F2。

实验原理:根据牛顿第二定律,当质量块处于斜面上静止时,施加在质量块上的力平衡,即受重力和法向力的合力等于零。

通过测力计所示的力大小可以计算出受重力和法向力的大小,进而验证静态力学中的平衡条件。

以上是一些简单的力学实验,通过这些实验可以帮助我们更好地理解力学中的基本概念和原理。

当然,还有许多其他有趣的力学实验可以进行,读者可以根据自己的兴趣和实验条件进行进一步探索和学习。

高中物理力学实验大全

高中物理力学实验大全

高中物理力学实验大全力学实验是高中物理实验的一个重要分支。

在力学实验中,主要研究物体运动的规律,探讨物体的运动状态,包括速度、加速度、力和能量等方面的变化。

本文将介绍十种高中物理力学实验的操作方法及实验结果。

1. 用动量定理验证牛顿第二定律实验目的:通过测量不同质量的小车在经过一定距离后达到的速度,验证牛顿第二定律。

实验器材:小车、导轨、时间计、尺子、重物、电子秤、数据采集器。

实验步骤:1) 在导轨的一端放置重物,使导轨处于倾斜状态。

2) 将小车放在导轨上,对小车进行称重,并记录下小车的质量。

3) 预先将电子秤放在小车所经过的终点,记录下电子秤显示的重量。

4) 启动计时器,放开小车,记录下小车经过一定距离后的时间t及对应的速度v。

5) 重复实验三次,并取平均值。

实验结果及分析:根据动量定理,p=mv,小车在倾斜导轨上的势能转化为动能,在对称点转化为最大动能,此处动能等于摩擦力的负功。

通过实验测量得到小车的速度和质量,可以计算出小车的动能和动量,进而验证牛顿第二定律。

实验结果表明,小车的速度与质量成正比,即v∝m,验证了牛顿第二定律的结论 F=ma。

2. 利用物体自由落体实验验证重力加速度的大小实验目的:通过测量不同高度的物体下落时间,验证物体自由落体时的加速度大小。

实验器材:计时器、绳、微型摆锤、质量块、电子秤、天平。

实验步骤:1) 在实验室地面下方放置微型摆锤,在与微型摆锤对称的另一侧放置重物。

2) 用绳把重物绑定在摆锤上方,让重物自由下落。

3) 同时启动计时器和下落状态的重物,记录下重物在不同高度下落所需的时间t。

4) 重复实验三次,并取平均值。

5) 根据公式s=1/2gt²计算出在不同高度下落的时间t 和自由落体加速度g。

实验结果及分析:通过实验结果计算可得,物体自由落体时的加速度大小为9.8 m/s²,验证了该定值的正确性。

由此还可以推导出万有引力常数 G 和地球质量 M 的数值。

探索力学 小学生的科学实验

探索力学 小学生的科学实验

探索力学小学生的科学实验力学是物理学的一个重要分支,研究物体的力、运动和相互作用。

运用力学原理进行科学实验,不仅可以培养小学生的科学思维和实践能力,还能让他们在实验中亲身体验力学的奥妙。

本文将介绍几个适合小学生探索力学的简单实验。

实验一:物体的平衡材料:一本书、一支铅笔步骤:1. 将一本书平放在桌子上。

2. 将铅笔横放在书上,调整铅笔的位置,使其保持平衡。

3. 尝试移动铅笔,观察书的反应。

实验原理:物体保持平衡的条件是施加在物体上的力相互平衡。

在这个实验中,铅笔的重力和桌子对其的支持力达到平衡,使其保持横放的状态。

当移动铅笔时,这种平衡状态被打破,书将对铅笔施加一个力,试图让它重新恢复平衡。

实验二:斜面小车材料:一块平滑的斜面,一辆小车,一张纸片步骤:1. 将斜面放在桌子上,使其略带倾斜。

2. 将小车放在斜面的上方,放开小车,观察其滑下斜面的情况。

3. 将纸片折成坡度适合的斜面,再次进行实验。

实验原理:当小车放在斜面上时,斜面施加一个平行于斜面的向下力——分解为垂直向下的重力和平行于斜面的支持力。

小车在斜面上滑下的速度和斜面的角度有关,角度越大,小车下滑的速度越快。

而利用纸片将斜面变陡,小车会更快地下滑。

实验三:重物砰砰砰材料:一个玻璃杯,一张纸片,一块硬纸板,一块重物(如铅笔)步骤:1. 将玻璃杯倒扣在桌子上。

2. 将纸片摺叠成一个小坡,放在杯子的边缘。

3. 将硬纸板插入纸片下方,支撑住它。

4. 将重物慢慢放在纸片的上方。

实验原理:当重物放置在纸片上方时,纸片承受了重力,会弯曲。

当纸片弯曲到一定程度时,会突然断裂,重物会掉进杯内。

这是因为纸片的弯曲会引起材料的内部应力,当弯曲超过纸片的承受极限时,纸片就会断裂。

通过以上几个简单的实验,小学生可以亲身感受力学的基本原理和实际应用。

在实验中培养的观察、分析和解决问题的能力,对他们的科学素养和创新思维的发展都有着积极的影响。

因此,我们鼓励小学生进行更多的科学实验,让他们在实践中探索力学的奥秘,激发他们对科学的兴趣和热爱。

10个让孩子尖叫的物理力学实验

10个让孩子尖叫的物理力学实验

10个让孩⼦尖叫的物理⼒学实验-01 穿透⼟⾖的吸管-这个实验借助了空⽓的⼒量,通过空⽓的作⽤⼒将⼟⾖扎穿。

我们将吸管的⼀端⽤⼿指堵住,吸管内空⽓的唯⼀出⼝就是扎⼊⼟⾖的那⼀端,吸管内空⽓体积在插⼊⼟⾖的那⼀瞬间变⼩,对周围的压强将增⼤。

但这个⼒不⾜以⼤到可以推开⼿指和吸管壁,只能从相对⽐较薄弱的⼟⾖中冲出去,所以我们就能够⽤吸管将⼟⾖穿透。

-02平衡鸟-平衡鸟之所以会平衡,是因为添加回形针后,重⼼由鸟⾝体中部前移到鸟嘴巴,也就是说整只鸟实际的重⼼在嘴尖这点的下⽅。

把鸟嘴巴放在⼿上,就像⼀个篮⼦挂在⼿指上⼀样,鸟就能够稳稳的被托住。

平衡⽊运动员,能在平衡⽊上完美展现各种⾼难度的体操动作,也是因为运动员能很好掌控⾃⼰的重⼼,所以能够达到平衡状态。

-03 奔跑的铁环-在本实验中,我们拉长橡⽪筋然后松开下⾯,由于弹性橡⽪筋向上收缩恢复原状,铁环与⽪筋之间有静摩擦⼒,会随着⽪筋⼀起上升。

⽽我们⽤⼿遮挡住逐渐变短的⽪筋,从视觉看上去好像是铁环在⾃⼰上升。

-04 智取纸币-将纸币⽤⼿指快速敲打下来,是运⽤了惯性的原理。

惯性是物体的⼀种固有属性,是会让物体保持静⽌或者迅速直线运动的状态,抵抗运动状态被改变的性质。

在快速抽取时,当纸币移动的加速度⼤于摩擦⼒能提供的最⼤加速度时,硬币和瓶⼦的移动速度相对落后,重⼒加上惯性,因此就不会移动。

-05 轨道怪坡-我们⽣活中的每个物体都会受到地球引⼒的作⽤,这个⼒就是重⼒。

由于重⼒的作⽤,物体的重⼼都有向下运动(落下或滚下)的趋势,让它的重⼼不断降低。

⽽本实验中,当两个操纵杆平⾏的时候,⼩球重⼼与两⽊杆平⾏,所以⼩球由⽊杆⾼处往低处滚动。

当⽊杆较⾼处慢慢分开时,⼩球在⽊杆开⼝最⼤地⽅,重⼼⽐⽊杆最低处更低。

所以⼩球趋向于向⽊杆开⼝更⼤、重⼼更低的⽅向滚动,形成“怪坡”现象。

-06 悬空硬币桥-本次实验,运⽤了⼀个基本⼒学原理:⼒矩。

⼒矩在物理学⾥是指作⽤⼒使物体绕着⽀点转动的趋向。

力学的六个实验

力学的六个实验

【误差分析】
1.打点计时器的计时误差.
2.纸带的测量误差. 【注意事项】 1.纸带和细绳要和木板平行,小车运动要平稳. 2.实验中应先接通电源,后让小车运动;实验后应先断开电源后取 纸带. 3.要防止钩码落地和小车与滑轮相撞. 4.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50cm的纸带上清楚地取出6~7个计数点为宜.
5.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 力计的拉力F的图示.
6.比较一下,力F与用平行四边形定则求出的合力F合的大小和方向
是否相同.
【误差分析】
1.结点O的位置和两个测力计的方向画得不准,造成作图的误差. 2.两个分力的起始夹角α太大, 再重做两次实验,为保证结点O 位置不变(即保证合力不变),则α变化范围不大,因而测力计示 数变化不显著,读数误差大.
位置编号 时间(t/s) x/m v/(m·-1) s
0
1
2
3
4
5
5.计算出相邻的计数点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3……
6.利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度
求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度,填入上面的表格中. 7.增减所挂钩码数,再做两次实验.
【数据处理】
由实验数据得出v-t图象. (1)根据表格中的v、t数据,在平面直角坐标系中仔细描点,如图 可以看到,对于每次实验,描出的几个点都大致落在一条直线上. (2)做一条直线,使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上,落
中有力F、质量M和加速度a三个变量,研究加速度a与F及M的关系 时,先控制质量M不变,讨论加速度a与力F的关系;然后再控制力F不
变,讨论加速度a与质量M的关系.

高中物理力学实验

高中物理力学实验

高中物理力学实验力学是物理学的一个重要分支,是研究物体运动规律的科学。

在高中物理学课程中,力学实验是非常重要的一部分,通过实验,学生可以更直观地感受物理规律,巩固所学知识。

本文将介绍几个常见的高中物理力学实验,帮助学生更好地理解力学知识。

一、简单机械实验1. 斜面静摩擦系数测定实验实验目的:通过斜面静摩擦系数测定实验,了解斜面上物体受力情况,掌握斜面静摩擦系数的测定方法。

实验器材:斜面、物块、滑轮、吊轮、测力计等。

实验步骤:1)将斜面安装在水平桌面上,测定斜面的角度θ。

2)在斜面上放置一个物块,调整物块位置使其保持静止。

3)利用滑轮和吊轮的组合,在物块上方悬挂一个测力计,测量斜面上物块所受静摩擦力的大小。

4)根据实验数据计算出斜面静摩擦系数μ。

2. 弹簧振子实验实验目的:通过弹簧振子实验,研究弹簧振子的振动规律,了解振动的基本特性。

实验器材:弹簧、振子、计时器等。

实验步骤:1)将一个挂有一定质量的物块的弹簧挂置于支架上,并拉开物块,使其产生振动。

2)用计时器测量振子的振动周期T。

3)改变物块的质量,重新测量振动周期T。

4)根据实验数据分析,探讨弹簧振子振动周期与质量、弹簧刚度之间的关系。

二、动力学实验1. 牛顿第二定律验证实验实验目的:通过牛顿第二定律验证实验,验证牛顿第二定律关于物体受力和加速度之间的定量关系。

实验器材:吊轮、吊坠、测力计等。

实验步骤:1)将一块质量为m的物块用细绳吊挂于吊轮上,并在物块下方挂上一个测力计。

2)测量物块的质量m,并在实验过程中测量不同拉力情况下的加速度a和物块所受拉力F。

3)利用牛顿第二定律公式F=ma,验证实验数据与理论计算值的符合程度。

2. 动量守恒实验实验目的:通过动量守恒实验,验证封闭系统内动量守恒定律。

实验器材:空气瞬时阀、气泵、气压计等。

实验步骤:1)将一根空气鼓吹管封闭在一根底部封盖的可移动塑料圆柱体中,在塑料圆柱体上钻一个小孔,紧靠塑料圆柱体底部,再在小孔处插上一根气压计,并用适当薄膜将气压计正面封闭,然后用适当胶裂封闭气压计所在口适当较高之处。

力学实验大全

力学实验大全

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)构造和原理弹簧秤测力原理是根据胡克定律,即F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。

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,这个比值始终是9.8N/kg。

6、悬挂法测重心实验仪器:三角板、悬线、不规则形状薄板(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。

力学简单有趣小实验

力学简单有趣小实验

力学简单有趣小实验范文一:鸡蛋遇上瓶子那天啊,物理老师走进教室,手里拿着个鸡蛋和一个瓶颈很小的瓶子。

同学们都好奇地看着,心想这是要干嘛呢。

老师笑眯眯地说:“今天咱们来做个小实验,看看能不能把鸡蛋完整地放进瓶子里去。

”大家一听,都乐了,这怎么可能嘛,鸡蛋那么大,瓶口这么小,这不是开玩笑嘛。

老师接着说:“别急嘛,先给你们讲讲原理。

你们知道吗,大气压强这个东西看不见摸不着,但它可是无处不在的哦。

今天我们就用它来玩个小魔术。

”说着,老师就把鸡蛋放在瓶口上,然后拿出一根点燃的火柴扔进了瓶子里。

火柴熄灭后没多久,奇迹发生了,鸡蛋真的慢慢地被吸进了瓶子里。

“哇塞!”教室里一片惊叹声。

后来老师解释说,火柴燃烧消耗了瓶内的氧气,导致内部气压下降,而外面的大气压就把鸡蛋给挤进去了。

这下大家都明白了,原来生活中处处都有学问,物理学得好的话,连魔术都能变出来呢!范文二:纸杯电话小时候,我和邻居小伙伴特别喜欢玩过家家的游戏。

有一次,我们突发奇想,想要做一个纸杯电话来玩。

于是找来了两个空纸杯,一根长长的绳子,就开始动手做了起来。

把绳子的一头绑在一只杯子底部的小洞上,另一头也绑到另一个杯子上,这样我们的“电话”就做好了。

两个杯子之间拉直绳子后,一个人对着一个杯子说话,另一个人在另一个杯子那边就能听到声音了。

虽然声音有点怪怪的,但我们还是玩得不亦乐乎。

后来我才知道,这是因为声波通过绳子传递到了另一边,这个简单的装置居然利用了物理学上的振动原理。

现在想想,那时候虽然设备简陋,但那份快乐和好奇心却是最宝贵的。

科学其实就在我们身边,只要用心观察,生活中的每一个角落都能发现它的身影。

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1、胡克定律——弹力和弹簧伸长的关系(学生实验)实验仪器:弹簧(不同的多根)、直尺、钩码(一盒)、细绳、定滑轮实验目的: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)用直尺测出弹簧的原长l0.(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。

1 2 3 4 5 6 7弹簧原长l0(cm)钩码重量F(N)弹簧现长l(cm)弹簧伸长量x(cm)(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。

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F2的共点作用效果都是把橡皮筋拉伸到某点,所以F为F1和F2的合力。

做出F的图示,再根据平行四边形定则做出F1和F2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,两只测力计的方向及读数F1、F2,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F1、F2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位置一定要相同。

(5)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F1、F2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。

16、共点力作用下物体的平衡实验仪器:方木板、白纸、图钉、橡皮条、测力计3个(J2104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F1、F2、F3,并在纸上按一定的标度,用有向线段画出三个力F1、F2、F3。

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F1和F2的合力F12。

比较F12和F3,在实验误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F1、F2、F3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F1、F2、F3、F4……,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)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“接地”端,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;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“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(20×700mm2)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)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)。

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s1、s2、s3……(A)若s2-s1=s3-s2=……=s n-s n-1=0,则物体做匀速直线运动。

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