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力学实验中常见的物理实验仪器的原理

来源:www.zsyqw.com发表时间:2019-11-21

  实验作为物理教学的重要组成部分,在各种大型考试中也是常考的题型之一。对考生的分析能力、计算能力、观察能力等都有较为综合的考察。在此,介绍几种在力学实验中常见的物理实验仪器的原理以及考试中考生易错的点。

物理实验仪器

  一、打点计时器

  1.分类:

  电磁打点计时器:使用交流电源,工作电压4—6V,如电源的频率是50Hz时,振针每隔0.02s打点一次。

  电火花打点计时器:使用交流电源,工作电压220V,如电源的频率是50Hz时,振针每隔0.02s打点一次。

  2.实验注意事项

  (1)实验中应该先接通电源,后释放纸带;

  (2)接好纸带的小车或重物一开始应该停在靠近打点计时器一侧;

  (3)通常每隔四个计时点选取一个计数点,则时间间隔为0.1s;

  二、光电门

  光电门是一种可以测量物体瞬时速度的器材,它利用的基本原理是:极短时间内的平均速度大小可以近似认为是该时刻的瞬时速度大小。

  如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度。滑块上遮光片越窄,误差越小。

  三、游标卡尺

  1.原理

  游标卡尺主要用于测量长度,内径,外径,深度等,规格有3种:10分度、20分度、50分度。游标卡尺的测距的原理是通过主尺与游标尺的差值来得到被测尺寸的值。

  以10分度尺为例,其初始状态的刻度线,主尺和游标尺0刻线对其,根据主尺的刻度可以知道游标尺刻度总长9mm,游标尺一共有10个格,则每个小格的值为0.9mm.,主尺至小刻度是1mm,主尺的小格比游标尺的小格大0.1mm。

  当游标尺第一个格和主尺第一个格对齐时如下图所示,则所测尺寸数值为大格和小格之差,则a-b=0.1mm。

  以此类推,游标卡尺小数部分的读数规律,就是游标尺的第几个小格与主尺刻度线对齐,假设第N个格与主尺刻度线对齐,则小数部分的读数为N个大格减去N个小格,即N×0.02,然后加上主尺上的整数部分,即为被测尺寸。

  2.游标卡尺注意事项

  游标卡尺不估读。

  四、螺旋测微器(千分尺)

  1.原理

  螺旋测微器是比游标卡尺更精密的测量长度的工具,用它测长度可以准确到0.01mm,测量范围为几个厘米。

  螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的,即螺杆在螺母中旋转一周,螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。因此,沿轴线方向移动的微小距离,就能用圆周上的读数表示出来。

  螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm,可动刻度有50个等分刻度,即可动刻度旋转一周,测微螺杆可前进或后退0.5mm,可动刻度部分,一圈是50个小格,相当于每个小格代表0.5/50=0.01mm,这就是螺旋测微器的至小分度值。由于还能再估读一位,可读到毫米的千分位,故又名千分尺。

  2.螺旋测微器的读数方法

  (1)先读固定刻度

  (2)再读半刻度,若半刻度线已露出,记作0.5mm;若半刻度线未露出,记作0.0mm;

  (3)再读可动刻度(注意估读)。记作n×0.01mm;

  (4)读数结果为固定刻度+半刻度+可动刻度

  3.螺旋测微器的注意事项

  (1)在读数时,要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。

  (2)读数时,千分位有一位估读数字,不能随便扔掉,即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐,千分位上也应读取为“0”。



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