2022年高中物理力学实验大全3.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理力学试验大全1、力是物体之间的相互作用 试验仪器：磁铁、小铁块；细线、钩码 同学用 老师操作：磁铁吸引铁块；同学操作：用细线使放在桌上的钩码上升；试验结论：力是物体对物体的作用；2、测量力的仪器 试验仪器：弹簧秤 2 只 弹簧秤：1构造和原理弹簧秤测力原理是依据胡克定律,即 F拉=F 弹 =kx,故弹簧秤的刻度是均匀的,构造如图；2保养 测力计不能超过弹簧秤的量程；测量前要留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；被测力的方向应与弹簧秤轴线方向一样；读数时应正对平视；

2、测量时,除读出弹簧秤上最小刻度所表示的数值外,仍要估读一位；一次测量时间不宜过久,以免弹性疲乏,损坏弹簧秤；老师操作：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 试验仪器：刻度尺、圆规4、重力的产生及方向 试验仪器：小球、重锤、斜面 老师操作：向上抛出小球,小球总是会落到地面；老师操作：小球在桌上滚到桌边后总是会落到地面；试验结论：地球对它邻近的一切物体都有力的作用,地球对它四周的物体都 有吸引的作用；老师操作：观看重锤线挂起静止时,线的方向；老师操作：观看重锤线的方向与水平桌面、斜面是否垂直；试验结论：重力的方向与水平面垂直且向下,而不是垂直物体表面对下；5、重力和质量的关

3、系 试验仪器：弹簧秤、钩码 100g3 只 老师操作：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,做出相应运算；质量 mkg 重力 GN 重力与质量的比gN/kg 0.1 0.2 0.3 试验结论：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 ；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6、悬挂法测重心试验仪器：三角板、悬线、不规章外形薄板 人字形梯子、绳子 老师操作：在 A 点用线将不规章物体悬挂起来；在

4、 B 点将不规章物体悬挂起来,两次重锤线的交点即是重心；如条件许可,可用梯子、绳子测出人的重心位置； 7、重心位置会发生转变试验仪器： 100 元面值人民币同学嬉戏：人民币放于墙邻近,同学 不打弯,谁够到 100 元就归谁；嬉戏结论：没有人能够完成这个动作8、显示微小形变56 人,脚跟、屁股不离墙,腿 重心前移,屁股顶在墙上不能后撤,人会向前倒；试验仪器： 平面镜及支架 2 组 、半导体激光光源； 装满红色水带细管的玻璃瓶 椭 圆柱体型 老师操作：先沿短轴方向捏压玻璃瓶,细管中水面上升,后沿玻璃瓶长轴方向捏 压,细管中水面不但没有上升,反而仍下降了；试验结论：说明玻璃瓶容积转变,发生了形变；老

5、师操作：激光通过二平面镜的反射,射在白墙上,在桌面加力；试验结论：反射光向下移动,说明两平面镜向中间倾斜,桌面发生形变；9、胡克定律 弹力和弹簧伸长的关系 同学试验 试验仪器：弹簧 不同的多根 、直尺、钩码 一盒 、细绳、定滑轮 试验目的：探究弹力与弹簧伸长的定量关系,并学习所用的科学方法；试验原理：弹簧受到拉力会伸长,平稳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究出弹力和弹簧伸长的 定量关系；同学操作： 1用直尺测出弹簧的原长 l 0. 2将弹簧一端固定,另一端用细绳连接

6、,细绳跨过定滑轮后,下面挂上钩码,待弹 簧平稳后,记录下弹簧的长度及钩码的重量；转变钩码的质量,再读出几组数据；1 2 3 4 5 6 7 弹簧原长 l0cm 钩码重量 FN 弹簧现长 lcm 弹簧伸长量 xcm 3依据测量数据画出 F-x 图像；试验结论：在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比；10、影响滑动摩擦力的因素 试验仪器：摩擦计 J2109、弹簧测力计、钩码 一盒 老师操作： 将摩擦板水平放置平稳,摩擦块置于其上, 用测力计牵引摩擦块,可测得最大静摩擦力,待匀速拉动后,可测得滑动摩擦力；老师操作：转变摩擦面和在摩擦块上加砝码重做上边试验；试验结论：通过试验数据可验证摩擦力与正

7、压力和摩擦系数有关,与摩擦面 大小无关；11、摩擦系数名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 摩擦计 J2109、轨道小车 J2108、钩码 J2106、砝码、砝码盘、坐标纸、长毛巾、棉布、玻璃板、测力计 J2104 试验目的：通过试验进一步明确打算滑动摩擦力大小的因素,把握测定滑动摩擦系数的原理和方法；试验原理：一个物体在水平面上做匀速直线运动时,物体所受的滑动摩擦力与外界施加的水平拉力是一对平稳力；测出物体所受的水平拉力即可求得水平面对物体的摩擦力,由 平面间的滑动摩擦系数；老师操作：f N即可求出物体与水1将一端装

8、有定滑轮的长木板放在水平桌面上,调剂木板成水平状态；2用测力计称出摩擦块所受的重力,将摩擦块放在长木板上,用细线将摩擦块跨过滑轮与砝码盘相连,如图；留意调整滑轮的高度,使线与木板表面平行；3逐步在砝码盘中加砝码,直到用手推动一下摩擦块后,摩擦块能在木板上做匀速直线运动为止；称出砝码盘和砝码的总重,即求出此时摩擦块所受的摩擦力f应重复几次求平均值；摩擦块对木板的压力N等于摩擦块所受的重力；4依次在摩擦块上加 50 克、100 克、 150 克、200 克、250 克钩码,即改变摩擦块对木板的压力 N,重复以上试验可发觉摩擦块所受的摩擦力变大；分别登记摩擦块所受的摩擦力 f 1,f2,f 3, ,

9、将以上结果填入下面的表格中；试验次数压力 FNN 摩擦力 fN 1 1 2 平均值3 1 2 2 平均值3 1 3 2 平均值3 1 4 2 平均值3 1 5 2 平均值3 5以滑动摩擦力 f 为纵坐标,压力 N 为横坐标,在坐标纸上描出滑动摩擦力与正压力之间的关系图象图象应为过原点的直线 ；6求出图象的斜率 ktga,此即摩擦块与木板之间的滑动摩擦系数 ；7在长木板上依次铺上长毛巾、棉布、玻璃板,重复以上试验方法 擦块所受滑动摩擦力与接触材料表面情形之间的关系；3,确定在压力相同的情形下,摩8在以上试验中,将摩擦块由平放改为侧放,即转变摩擦块与木板接触面积的大小,测出相应的滑动 摩擦力,观测

10、在压力和接触面情形相同的条件下,滑动摩擦力的大小与接触面积有无关系；测定时每次都应使拉线与水平木板表面平行；12、滑动摩擦力与滚动摩擦力比较 试验仪器：带轴的滚轮、摩擦板、弹簧测力计名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 老师操作：将摩擦板水平放置平稳,固定滚轮不让滚动,置于摩擦板上,用测力计牵引滚轮,待匀速拉动后,可测得滑动摩擦力；取消固定让滚轮滚动,待匀速拉动后,可测得滚动摩擦力；试验结论：通过比较数据,可验证滚动摩擦力远远小于滑动摩擦力；13、共点力的合成与分解试验仪器：力的合成分解演示器 J2152、钩码 一盒

11、、平行四边形演示器老师操作：把演示器按事先选定的分力夹角和分力大小,调整位置和选配钩码个数；把汇力环上部连接的测力计由引力器拉引来调剂角度,并仍要调剂拉引力距离,使汇力环悬空,目测与坐标盘同心；转变分力夹角,重做上边试验；试验结论：此时测力计的读数就是合力的大小；分力夹角越小合力越大,分力夹角趋于 180 度时合力趋近零；力的合成分解演示器：老师操作：用平行四边形演示器 O 点孔套在坐标盘中心杆上,调整平行四边形重合试验所形成四边形,用紧固螺帽压紧,同学可直观的在演示器上看出矢量作图；14、验证力的平行四边形定就 同学试验 试验仪器：方木板、白纸、橡皮筋、细绳套 2 根、平板测力计 2 只、刻

12、度尺、量角器、铅笔、图钉 3-5 个试验目的： 验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定就；试验原理：一个力 F 的作用成效与两个共点力 F1 和 F2的共点作用成效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,再依据平行四边形定就做出 F1 和 F2 的合力 F的图示,比较 F和 F 是否大小相等,方向相同；同学操作：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,登记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

13、 F,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,登记测力计方向及读数 F,做出它的图示；4比较 F与 F 的大小与方向；5转变两个力 F1、 F2的大小和夹角,重复试验两次；试验结论：在误差答应范畴内,证明白平行四边形定就成立；留意事项：1同一试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,如两只弹簧测力计在拉的过程中读数相同,就可选,如不同,应另换,直到相同为止；使用时弹簧测力计与板面平行；2在满意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

14、出纸外；要严格按力的图示要求和几何作图法作图；4在同一次试验中,橡皮筋拉长后的节点O 位置肯定要相同；F 和 F符合5由作图法得到的F 和试验测量得到的F不行能完全符合, 但在误差答应范畴内可认为是即可；误差分析：名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1本试验误差的主要来源 弹簧秤本身的误差、读数误差、作图误差；2减小误差的方法 读数时眼睛肯定要正视,要按有效数字正确读数和记录,两个力的对边肯定要 平行；两个分力 F1、F2间夹角 越大,用平行四边形作图得出的合力 F的误差 F 也越大,所以试验中不 要把 取得太大；1

15、5、争论有固定转动轴物体的平稳条件 试验仪器：力矩盘 J2124 型 、方座支架 J1102 型、钩码 J2106M 、杠 杆J2119 型 、测力计 J2104 型、三角板、直别针如干 试验目的：通过试验争论有固定转动轴的物体在外力作用下平稳的条 件,进一步明确力矩的概念；老师操作：使盘可绕水平轴自由敏捷地转动,1将力矩盘和一横杆安装在支架上,调剂盘面使其在竖直平面内；在盘面上贴一张白纸；2取四根直别针, 将四根细线固定在盘面上,固定的位置可任意选定,但相互间距离不行取得太小；3在三根细绳的末端挂上不同质量的钩码,第四根细绳挂上测力计,测力计的另一端挂在横杆上,使它对盘的拉力斜向上方；持力矩

16、盘静止后,在白纸上标出各悬线的悬点即直别针的位置和悬线的方向, 即作用在力矩盘上各力的作用点和方向；标出力矩盘轴心的位置；4取下白纸,量出各力的力臂 L 的长度,将各力的大小 F 与对应的力臂值记在下面表格内 填写时应 注明力矩 M 的正、负号,顺时针方向的力矩为负,反时针方向的力矩为正 ；5转变各力的作用点和大小,重复以上的试验；次数FN Lm MN m MN m 1 2 3 留意事项：1试验时不应使力矩盘向后仰,否就悬线要与盘的下边沿发生摩擦,增大试验误差；为使力矩盘能灵 活转动,必要时可在轴上加少许润滑油；2测力计的拉力不能向下,否就将会由于测力计本身所受的重力而产生误差；测力计假如处于

17、水平,弹簧和秤壳之间的摩擦也会影响结果；3有的力矩盘上画有一组同心圆,须留意只有受力方向与悬点所在的圆周相切时,圆半径才等于力臂 的大小；一般情形下,力臂只能通过从转轴到力的作用线的垂直距离来测量；16、共点力作用下物体的平稳名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试验仪器：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 试验目的：通过试验把握利用力的平行四边形定就解决 共点力的平稳条件等问题的方法,从而加深对共点力的平稳 条件的熟悉；老师操作：1将

18、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；平稳后,读出测力计上拉力的 大小 F1、F2、F3,并在纸上按肯定的标度,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,按平行四边形定就求出 F1 和 F2 的合力 F12；比较 F12和 F3,在试验误 差范畴内它们的大小相等、方向相反,是一对平稳力,即它们的合力为零；由此 可以得出 F1、F2、F3

19、 的合力为零是物体平稳的条件,假如有更多的测力计,可以 2、 3 那样,画出这些作用在小铁环 用细线将几个测力计与小铁环相连,照步骤 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稳条件也是合力等于零；留意事项：1试验中所说的共点力是在同一平面内的,所以试验时应使各个力都与木板平行,且与木板的距离相 等；2 试验中方木板应处于水平位置,防止重力的影响,否就试验的误差会增大；描述运动的基本概念 匀速运动 1、时间与时刻 试验仪器：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 外壳按钮 使指针启动、 停止和回零；表盘刻

20、度 如下列图, 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 第一要上好发条,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留意事项 检查秒表零点是否精确；如不准,应登记其读数,并对读数作修正；试验中切勿碰摔秒表,以免震坏；试验完毕,应让秒表连续走动,使发条完全放松；对秒表读数时一般不估读,由于机械表采纳的齿轮 传动,指针不行能停在两小格之间,所以不能

21、估读出比最 小刻度更短的时间；电磁打点计时器：1调剂和固定名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 它固定在试验桌的边沿或 斜面的一端,留意使纸带 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样；假如单独使用打点计时 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 伏的正弦沟通电源J1202 型或 J1202 1 型同学电源,打点计时器在46 伏范畴内能正常工作,让打点计时器开头工作,观察振动片的振动是否匀称

22、；假如振动不匀称,可调剂振动片的调剂螺母,直到打点匀称有力,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,调剂打点针的高低,以刚好能在纸上打出点为准,尽量削减打点针与打点 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转变而不断变化,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

23、流变化周期一致,即为 0.02 秒；图为半个周期时的情形；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50 赫的沟通电时,线圈产生的交变打点计时器的计时精度主要由振动片的振动频率所打算；由于振动、碰撞等缘由可能使打点频率偏离正常范畴 包括显现频率偏移和频率不稳等现象 里介绍用示波器检查打点频率的方法；,影响它的正常工作；试验前可检查其频率是否正常；这将打点计时器的线圈接入 6 伏沟通电源,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

24、固定螺钉上,防止影响振动频率 ,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沟通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；如打点器的振动频率稳固,名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 打点针与限位板碰击的时机相同,就正弦波上的缺口位置始终一样；如打点器的振动不稳固,打点针与限 位板碰击时机不等,各次缺口显现的位置不同,由于视觉暂留的作用,正弦波看来就会有两个缺口,这时 打点纸带上会显现重复性的“ 双点 ”；认真调剂振动片

25、的固定螺钉,直到示波器显示的正弦波只显现一个缺 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显现“ 双点 ”的缘由及解决方法 50 赫相一样时,振动片便产生与电源频率同步的振动,即发生共 当振动片的固有频率与电源频率 振,此时打点周期与电源周期一样；如振动片的固有频率偏离工作电源频率,就会显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打算；所以可通过调剂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,逐步转变振动片的长度,并观看振动片的振幅,当振幅最大时,说明振动片的固有频率 与电源频率一样；振动片在线圈框架中的位置及在磁铁之间的位置都必需位于正中间,否就会显现

26、打点周期不稳的现 象；如发觉振动片周期不稳,可松开振动片的紧固螺钉,转变垫片的厚度,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下列图,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沟通 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, 将剪切整齐的两条一般有光白纸带 20700mm2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

27、白纸带和墨粉 纸带 位于下面 做试验,例如在简 易电火花描迹仪的导轨上就是这样 放置的；仍可以用两条白纸带夹着 一条墨粉纸带做试验；用电火花计 时器做测量自由落体的加速度试验就是这样做的；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,从而降低了试验成本；电火花计时器使用中运动阻力微小 这种微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,记时精度与沟通电源频率的稳固程度一样 脉冲周期漂移不大于 50 微秒,这一方面也远优于 脉冲放电电流平均值不大于 500 微安 ；电磁打点计时器 ,同时它的操作简易,同学使用安全牢靠 2.平均速度与瞬时速度 试验仪器：数字计时器 J

28、0201-CC、气垫导轨 J2125、小型气源 J2126、水平尺、滑快、挡光片 气垫导轨：1构造名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 气垫导轨是一种现代化的力学试验仪器；它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔；空气再由导轨表 面上的小孔中喷出,在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层；滑行器就浮在气垫层上,与轨面 脱离接触,因而能在 轨面上做 近似无阻 力的直线 运动,极大 地减小了 以往在力 学试验中 由于摩擦 力引起的 误差；使实 验结果接 近理论值；配用数字 计时器或 高压电火 花计时器记录滑行器在气轨上运动

29、的时间,可以对多种力学物理量进行测定,对力学定律进行验证；气垫导轨按其直线度是否可调分为一般式 不行调式 和可调式两种型式；该产品以轨面长度为主参数；主参数系列有 800 毫米、 1200 毫米、 1500 毫米和 2000 毫米四种,前两种规格适合中学物理试验使用；气 垫导轨仍可以依据其所需的工作压强和滑行器质量分为高气压、重滑行器及低气压、轻滑行器两类；前者 性能好,但价格略高,后者性能稍差,价格较低；上图中画的气轨为 1200 毫米、高气压可调式气轨；上图 J2125 型气垫导轨,它是低气压；轻滑行器、直线度不行调式气轨；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 34 页精

30、选学习资料 - - - - - - - - - 上图为 J21251 型气垫导轨,它是另一种高气压、重滑行器、直线度可调式气垫导轨；上图为 J21252 型气垫导轨,它是高气压、重滑行器、直线度不行调式气垫导轨；气垫导轨实 验中的运动物体为滑行器 又称滑块 ,右图为 L QG T1200/5.8 型气垫导轨的滑行器；滑行器上部有五条“ T”形槽,可用螺钉和螺帽便利地在槽上固定各种附件；下面的两条“ T”形槽的中心正好 通过滑行器的质心,在这两 条槽的两端安装碰撞器或挂 钩,可使滑行器在运动过程 中所受外力通过质心；在这 两条槽的中部加装配重块后 滑行器的质心不会转变高 度；2保养 气垫导轨是一

31、种精度 较高的现代教学仪器；轨道 面的直线度,粗糙度,滑行 器内角及表面的平面度都有较高要求,切忌振动、重压；严防碰伤和划伤；不答应在不通气的情形下将滑 行器在轨面上滑磨；试验前肯定要检查气孔是否通畅,如有小孔被堵塞,滑行器运动到该处就会受到影响,甚至会停住 不动；如有小孔被堵塞,应当用细钢丝 直径小于 0.5 毫米 捅开；如室内气流量不稳、压力不均时,会影响滑行 滑行器的运动速度不宜过低,否就当外界因素变化时 器的运动 ；一般来说,滑行器的运动速度应大于 50 厘米 /秒；导轨使用时应安放在牢固、坚固的试验台上；照试验台单薄会影响导轨调水平；如欲使导轨成斜面、可在调平螺钉下面加定高垫块；导轨

32、应放于清洁干燥的环境中,长期不用应用塑料套遮盖,防止灰尘；3调平 气轨在使用前应调剂轨面成水平；由于轨面不水平会使滑行器所受的重力产生与导轨长度方向平行的 分力,由于滑行器是“ 飘浮 ”在气垫上的,任何微小的分力都会给滑行器以附加的加速度,因而增加试验的 误差；气轨的调平可按以下两种方法之一进行；静态调平法 气垫导轨的调平螺钉一般是按等腰三角形的三个顶点分布的；先调剂位于三角形底边两端的调平螺钉,使轨面在与长度垂直方向上达到目视水平；然后向导轨通气,将滑行器轻放在轨面上,调剂位于三角形顶名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - -

33、- - 点位置的螺钉,使滑行器在将要进行试验的运动范畴内停住不动或无明显移动,就可认为轨面已经调平；留意在即将调平常要以很小的角度旋转调平螺钉,以免调剂过量；动态调平法 将两个光电门按试验需要拉开一段距离安装在导轨上,使其指针对准导轨上标尺刻度；把光电门线两 端的四芯插头分别插入光电门架和计时器面板上的四芯插座中,将两光电门和计时器连通；开启计时器电源,使计时器能正常工作：将计时方式置于“计时 ” ,用手在光电门处遮一下光,计时器能计下遮光时间即为正常；将计时器计时方式置于“计时 ” ,用手在任一光电门处遮一下光,再在另一光电门处遮一下光,计时器能计下两次遮光的时间间隔为工作正常；计时器的时标

34、定为不大于 1 毫秒；在滑行器中部安装挡光片,接通气源,将滑行器轻放在轨面上,使其运动起来；调整光电门的位置,使其能被挡光片有效遮光,又不阻碍滑行器运动；置计时器为“计时 ” 计时方式；让滑行器从导轨一端向 另一端运动,挡光片次序通过两个光电门；计时器分别计下挡光片通过两个光电门的时间；调剂处于三角 形顶点位置的调平螺钉,使计时器计下的两次计时值基本相等,使滑行器从另一端向相反方向运动,计时 器的两次计时值也基本相等,即可认为轨面已调平；4滑块质心的调整气垫导轨的气垫对滑行器有肯定的 滑行器的质心也在其几何中心；“浮力 ” ；这一力的方向向上并且过滑行器的几何中心；一般情形下所以,在轨面水平的

35、条件下,滑行器应能浮在轨面上不沿轨面左右移动；但在使用气轨做试验时要在 滑行器上安装挡光片等附件；假如不留意,就转变了质心位置,破坏滑行器所受重力与浮力的平稳,浮力 中心会离开质心一段距离；浮力会产生以质心为轴的力矩,使滑行器在竖直平面内转动一个小的角度,形 成了使滑行器沿轨面移动的分力；这时即使轨面已经水平,滑行器仍不能浮在轨面上不动；这时请沿长度方向移动滑行器上所安附件的位置,使装上附件后滑行器的质心与没装附件时滑行器的质心尽量重合；装好附件的滑行器也应能浮在轨面上不 动；数字计时器：1构造 数字计时器和光电门一起组成气垫导轨的计 时装置；光电门的外形如图；它由发光器件 聚光 灯泡或红外发

36、光二极管 和光敏器件 光敏二极管 或光敏三极管 组成；通常使光敏器件处于亮 被光 照状态,在暗 光被遮 状态时向数字计时器进出脉 冲讯号,触发数字计时器计时或停计；J02011 型数字计时器如图；计时器上的输入插口和分别与两个光电门相连接；计时开关扳向“ 1ms”挡时数码管显示计00.09 秒；复位键又称清零键；时值单位为毫秒,计时量程0 0.999 秒；该开关扳向 “ 10ms”挡时,量程为用以清除上一次计数或计时的示数；2J0201-CC 型数字计时器工作状态 “ C” 计数 用当光片对任意一个光电门遮光一次,屏幕显示即累加一次；“ S1” 遮光计时当采纳计时 S1 时,任一光电门遮光时开

37、头计时,遮光终止露光 停止计时,屏幕依次显示出遮光次数名师归纳总结 和遮光时间；即图甲中挡光条通过光电门的时间；可连续作1255 次时间,但只储备前10 个数据；第 11 页,共 34 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - “ S2” 间隔时间 当采纳计时 S2 时,任一光电门第一次遮 光时开头计时；其次次遮光时停止计时,屏 幕依次显示出挡光间隔和挡光间隔的时间,即图乙中两个挡光条先后通过两个光电门 之间的时间间隔或挡光片的两个边 M 、N 通 可连续作 1 255 过一个光电门所用的时间；次试验,只储备前 10 个数据；“ T” 测振子周期 用弹簧振子

38、或单摆振子协作一个光电门和一个挡光片做试验；“ 停止 ”计时后,屏幕依次显示n 个振动周期和1 个 n 次振动时间的总和；“ a” 加速度 协作气垫导轨、挡光框、两个光电门作运动体的加速度试验；运动体上的挡光框通过两个光电门之后 自动进入循环显示 挡光框通过第一个光电门的时间；挡光框通过第一个光电门至其次个光电门之间的 间隔时间；挡光框通过其次个光电门的时间；挡光框通过第一个光电门的速度；挡光框通过其次个光电门 的速度；挡光框通过第一个光电门至其次个光电门之间的运动加速度；“ g” 测重力加速度 “ Col” 完全弹性碰撞试验 “ Sgl” 时标输出3保养 试验前应先调整发光器件和光敏器件的相

39、对位置；假如二者没有对准,数字计时器在“ S1”计时方式 下数码管会不停地翻动、不能计时；使发光器件的光束对准光敏器件、计时器的数码管就不会再翻动；手 动“ 复位 ”后显示 “ 0”,即可开头遮光计时；数字计时器应按电子仪器常规保养；修理时严禁带电焊接,焊接时要将电烙铁断掉电源,用余热焊 接；小型气源：1构造 小型气源为气垫导轨供应肯定流量和压强的空气；它由过滤器、离心式风机、电动机、波纹管、滤清器、减震弹簧等组成；工作时,电动机带动离心式 风机旋转,空气从气源的进气口进入过滤器,进入风机后被压缩成较高压强的气体,经过波纹管 能削减压 缩空气噪声 后进入滤清器,清除空气中的碳粉；这些碳粉是电动

40、机的碳刷产生的 ,然后从气源的出气口 经过塑料蛇形软管进入气垫导轨的型腔中；减震弹簧能削减机械震惊产生的噪声；国内已能生产大流量、高风压、无碳粉的低噪声气源,由于仍然使用整流子电机,气源使用一段时间 后,需要取出滤清器,更换其中的泡沫塑料；2保养 为保持进入气源的空气洁净清洁,试验时不要将气源放在地上；为了不使气源的振动影响滑行器的 运动,也不要把气源与气轨放在同一试验台上；气源连续使用一般不超过 90 分钟；气源要与导轨配套；高压重滑行器的气轨要用高压气源 压气源 压强约 0.3 千帕 ；压强 46 千帕 ,低压轻滑行器的气轨用低使用以串激整流子电机为动力的气源,要定期更换碳刷；老师操作：气

41、垫导轨保持水平水平尺处于中心位置；数字计时器选择S2；用一只光电门；用不同的挡光片 100mm ,50mm,30mm演示平均速度；当挡光片宽度越来越小时,平均速度趋近于瞬时速度；3、匀速直线运动名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试验仪器： 数字计时器 J0201-CC、气垫导轨 J2125、小型气源 J2126、水平尺、 滑快、 挡光片 30mm 老师操作：数字计时器选择 S2；气垫导轨保持水平；使用两只光电门；用手轻推滑块,比较两个光电门示数；依据 v= 运算速度,比较结果；挡光片 S 光电门 1 光电门 2

42、30mm t1 v1 t2 v23.匀变速直线运动加速度试验仪器：数字计时器 J0201-CC、气垫导轨J2125、小型气源 J2126、滑快、挡光片 30mm 老师操作：1使导轨呈倾斜状 通过调剂调平螺丝使右端略高于左端,使两光电门之间的距离约 30 厘米；接好计时器；计时器用 S2挡；2接通计时器电源, 把滑行器 已插上挡光条 放在导轨上靠近右边光电门处,接通气源电源,自由释放滑行器；在滑行器撞击到缓冲弹簧时立即关闭气源； 登记滑行器在两光电门间运动的时间和两光电门之间的距离；记入记录表中； 使计时器置零；3移动左边光电门门架转变计时距离 转变 10 厘米左右即可 ,重复步骤 2；如此连续

43、,多取几组 S、t 数据,直至左边光电门过于接近缓冲弹簧,不便于计时为止；4依据所测S、 t 值,运算的值在试验误差范畴内是否为恒量；如是,就可求出其加速度的平均值；争论匀变速直线运动试验仪器：数字计时器 J0201-CC、气垫导轨 J2125、小型气源 J2126、滑快、挡光片 30mm 试验目的：用气垫导轨比较精确地测定匀变速直线运动的即时速度和加速度；试验原理：物体 质点 过某点的即时速度等于物体经该点时足够小的位移或足够小的时间内的平均速度的极限值；试验中位移 S在可能条件下尽量取小； 测出通过 S所用的时间 t,就所求得的平均速度就可认为近似等于过该点的即时速度；如试验测得物体在匀变速直线运动中通过某两点时的即时速度,再测得物体通过两点所用的时间 t 可以用