高中各科目的學(xué)習(xí)對(duì)同學(xué)們提高綜合成績(jī)非常重要，大家一定要認(rèn)真掌握，小編為大家整理了高中物理實(shí)驗(yàn)：勻速運(yùn)動(dòng)，希望同學(xué)們學(xué)業(yè)有成!
1、時(shí)間與時(shí)刻
實(shí)驗(yàn)儀器：作息時(shí)間表、停表、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
停表(秒表)：
(1)構(gòu)造
①外殼按鈕——使指針啟動(dòng)、停止和回零。
②表盤刻度——如圖所示，長(zhǎng)針是秒針指示大圓周的刻度，其最小分度一般是0.1s，秒針轉(zhuǎn)一圈是30s;短針是分針，只是小圓圈的刻度，其最小分度值常見為0.5min。
(2)使用方法 首先要上好發(fā)條，它上端的按鈕用來開啟和止動(dòng)秒表。
(3)讀數(shù)方法 所測(cè)時(shí)間超過0.5min時(shí)，0.5min的整數(shù)倍部分由分針讀出，不足0.5min的部分由秒針讀出，總時(shí)間為兩針示數(shù)之和。
(4)注意事項(xiàng)
①檢查秒表零點(diǎn)是否準(zhǔn)確。如不準(zhǔn)，應(yīng)記下其讀數(shù)，并對(duì)讀數(shù)作修正。
②實(shí)驗(yàn)中切勿碰摔秒表，以免震壞。
③實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)讓秒表繼續(xù)走動(dòng)，使發(fā)條完全放松。
④對(duì)秒表讀數(shù)時(shí)一般不估讀，因?yàn)闄C(jī)械表采用的齒輪傳動(dòng)，指針不可能停在兩小格之間，所以不能估讀出比最小刻度更短的時(shí)間。
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：
(1)調(diào)節(jié)和固定
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用時(shí)應(yīng)先固定。它的底座上有兩條凹槽，可用臺(tái)夾將它固定在實(shí)驗(yàn)桌的邊沿或斜面的一端，注意使紙帶的中心線位于物體的運(yùn)動(dòng)方向上或與斜面另一端的定滑輪凹糟的方向一致。如果單獨(dú)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，也可用臺(tái)夾將它固定在鐵支架的支桿上。
把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接入50赫6伏的正弦交流電源(J1202型或J1202-1型學(xué)生電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在4～6伏范圍內(nèi)能正常工作)，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始工作，觀察振動(dòng)片的振動(dòng)是否均勻。如果振動(dòng)不均勻，可調(diào)節(jié)振動(dòng)片的調(diào)節(jié)螺母，直到打點(diǎn)均勻有力，聲音清晰、不拖尾巴。表示打點(diǎn)計(jì)時(shí)器已能正常工作。然后關(guān)閉電源。
給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器裝上復(fù)寫紙片，移動(dòng)復(fù)寫紙的轉(zhuǎn)軸，使復(fù)寫紙壓入壓紙框架下。從紙帶限位孔穿入紙帶，經(jīng)復(fù)寫紙下從另一限位孔穿出。
接上電源，使打點(diǎn)針工作，調(diào)節(jié)打點(diǎn)針的高低，以剛好能在紙上打出點(diǎn)為準(zhǔn)，盡量減少打點(diǎn)針與打點(diǎn)紙帶的接觸時(shí)間。
(2)構(gòu)造和原理
J0203型電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為磁電式結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造如圖。當(dāng)線圈通以50赫的交流電時(shí)，線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)使振動(dòng)片(由彈簧鋼制成)磁化，振動(dòng)片的一端位于永久磁鐵的磁場(chǎng)中。由于振動(dòng)片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化，在永久磁鐵的磁場(chǎng)作用下，振動(dòng)片將上下振動(dòng)，其振動(dòng)周期與線圈中的電流變化周期一致，即為0.02秒。圖為半個(gè)周期時(shí)的情況。
振動(dòng)片的一端裝有打點(diǎn)針，當(dāng)紙帶從針尖下通過時(shí)。便打上一系列點(diǎn)，相鄰點(diǎn)之間對(duì)應(yīng)的時(shí)間為0.02秒。5個(gè)間距對(duì)應(yīng)的時(shí)間為0.10秒。
(3)頻率檢查
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)精度主要由振動(dòng)片的振動(dòng)頻率所決定。由于振動(dòng)、碰撞等原因可能使打點(diǎn)頻率偏離正常范圍(包括出現(xiàn)頻率偏移和頻率不穩(wěn)等現(xiàn)象)，影響它的正常工作。實(shí)驗(yàn)前可檢查其頻率是否正常。這里介紹用示波器檢查打點(diǎn)頻率的方法。
將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的線圈接入6伏交流電源，振動(dòng)片接示波器的“y輸入”(不能使用旋松緊固螺釘或夾在振動(dòng)片上的方法連結(jié)，可用導(dǎo)線繞在振動(dòng)片的固定螺釘上，避免影響振動(dòng)頻率)，限位板接示波器的“接地”端，如圖。當(dāng)打點(diǎn)針與限位板不接觸時(shí)，示波器y輸入上就有一個(gè)感應(yīng)交流電壓的正弦信號(hào)輸入;當(dāng)打點(diǎn)針與限位板接觸時(shí)，y輸入電壓為零，因此在正弦波上留下一個(gè)缺口。若打點(diǎn)器的振動(dòng)頻率穩(wěn)定，打點(diǎn)針與限位板碰擊的時(shí)機(jī)相同，則正弦波上的缺口位置始終一致;若打點(diǎn)器的振動(dòng)不穩(wěn)定，打點(diǎn)針與限位板碰擊時(shí)機(jī)不等，各次缺口出現(xiàn)的位置不同，由于視覺暫留的作用，正弦波看來就會(huì)有兩個(gè)缺口，這時(shí)打點(diǎn)紙帶上會(huì)出現(xiàn)重復(fù)性的“雙點(diǎn)”。仔細(xì)調(diào)節(jié)振動(dòng)片的固定螺釘，直到示波器顯示的正弦波只出現(xiàn)一個(gè)缺口，打點(diǎn)器的振動(dòng)頻率就核準(zhǔn)好了。
(4)造成打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率不穩(wěn)或出現(xiàn)“雙點(diǎn)”的原因及解決辦法
①當(dāng)振動(dòng)片的固有頻率與電源頻率(50赫)相一致時(shí)，振動(dòng)片便產(chǎn)生與電源頻率同步的振動(dòng)，即發(fā)生共振，此時(shí)打點(diǎn)周期與電源周期一致。若振動(dòng)片的固有頻率偏離工作電源頻率，就會(huì)出現(xiàn)打點(diǎn)周期不穩(wěn)的情形。振動(dòng)片的固有周期主要由它的長(zhǎng)度決定。所以可通過調(diào)節(jié)振動(dòng)片的長(zhǎng)度來調(diào)整它的固有周期。松開振動(dòng)片的固定螺釘，逐步改變振動(dòng)片的長(zhǎng)度，并觀察振動(dòng)片的振幅，當(dāng)振幅最大時(shí)，表明振動(dòng)片的固有頻率與電源頻率一致。
②振動(dòng)片在線圈框架中的位置及在磁鐵之間的位置都必須位于正中間，否則會(huì)出現(xiàn)打點(diǎn)周期不穩(wěn)的現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)振動(dòng)片周期不穩(wěn)，可松開振動(dòng)片的緊固螺釘，改變墊片的厚度，使振動(dòng)片位于正中間。
電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：
電火花計(jì)時(shí)器的外形如圖所示，它可以代替電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用，也可以與簡(jiǎn)易電火花描跡儀配套使用。
使用時(shí)電源插頭直接插在交流220伏插座內(nèi)，將裁成圓片(直徑約38毫米)的墨粉紙盤的中心孔套在紙盤軸上，將剪切整齊的兩條普通有光白紙帶(20×700mm2)從彈性卡和紙盤軸之間的限位槽中穿過，并且要讓墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間，這樣當(dāng)兩條紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，也能帶動(dòng)墨粉紙盤運(yùn)動(dòng)，當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，放電火花不至于始終在墨粉紙盤的同一位置而影響到點(diǎn)跡的清晰度。也可以用上述尺寸的白紙帶和墨粉紙帶(位于下面)做實(shí)驗(yàn)，例如在簡(jiǎn)易電火花描跡儀的導(dǎo)軌上就是這樣放置的。還可以用兩條白紙帶夾著一條墨粉紙帶做實(shí)驗(yàn);用電火花計(jì)時(shí)器做測(cè)量自由落體的加速度實(shí)驗(yàn)就是這樣做的。墨粉紙可以使用比較長(zhǎng)的時(shí)間，一條白紙帶也可以使用4次，從而降低了實(shí)驗(yàn)成本。
電火花計(jì)時(shí)器使用中運(yùn)動(dòng)阻力極小(這種極小阻力來自于紙帶運(yùn)動(dòng)的本身，而不是打點(diǎn)產(chǎn)生的)，因而系統(tǒng)誤差小，記時(shí)精度與交流電源頻率的穩(wěn)定程度一致(脈沖周期漂移不大于50微秒，這一方面也遠(yuǎn)優(yōu)于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)，同時(shí)它的操作簡(jiǎn)易，學(xué)生使用安全可靠(脈沖放電電流平均值不大于500微安)。
2、平均速度與瞬時(shí)速度
實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字計(jì)時(shí)器(J0201-CC)、氣墊導(dǎo)軌(J2125)、小型氣源(J2126)、水平尺、滑快、擋光片
氣墊導(dǎo)軌：
(1)構(gòu)造
氣墊導(dǎo)軌是一種現(xiàn)代化的力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器。它利用小型氣源將壓縮空氣送入導(dǎo)軌內(nèi)腔�？諝庠儆蓪�(dǎo)軌表面上的小孔中噴出，在導(dǎo)軌表面與滑行器內(nèi)表面之間形成很薄的氣墊層�；衅骶透≡跉鈮|層上，與軌面脫離接觸，因而能在軌面上做近似無阻力的直線運(yùn)動(dòng)，極大地減小了以往在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中由于摩擦力引起的誤差。使實(shí)驗(yàn)結(jié)果接近理論值。配用數(shù)字計(jì)時(shí)器或高壓電火花計(jì)時(shí)器記錄滑行器在氣軌上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，可以對(duì)多種力學(xué)物理量進(jìn)行測(cè)定，對(duì)力學(xué)定律進(jìn)行驗(yàn)證。
氣墊導(dǎo)軌按其直線度是否可調(diào)分為普通式(不可調(diào)式)和可調(diào)式兩種型式。該產(chǎn)品以軌面長(zhǎng)度為主參數(shù)。主參數(shù)系列有800毫米、1200毫米、1500毫米和2000毫米四種，前兩種規(guī)格適合中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)使用。氣墊導(dǎo)軌還可以按照其所需的工作壓強(qiáng)和滑行器質(zhì)量分為高氣壓、重滑行器及低氣壓、輕滑行器兩類。前者性能好，但價(jià)格略高，后者性能稍差，價(jià)格較低。
上圖中畫的氣軌為1200毫米、高氣壓可調(diào)式氣軌。
上圖J2125型氣墊導(dǎo)軌，它是低氣壓;輕滑行器、直線度不可調(diào)式氣軌。
上圖為J2125-1型氣墊導(dǎo)軌，它是另一種高氣壓、重滑行器、直線度可調(diào)式氣墊導(dǎo)軌。
上圖為J2125-2型氣墊導(dǎo)軌，它是高氣壓、重滑行器、直線度不可調(diào)式氣墊導(dǎo)軌。
氣墊導(dǎo)軌實(shí)
驗(yàn)中的運(yùn)動(dòng)物體為滑行器(又稱滑塊)，右圖為L(zhǎng)-QG-T-1200/5.8型氣墊導(dǎo)軌的滑行器�；衅魃喜坑形鍡l“T”形槽，可用螺釘和螺帽方便地在槽上固定各種附件。下面的兩條“T”形槽的中心正好通過滑行器的質(zhì)心，在這兩條槽的兩端安裝碰撞器或掛鉤，可使滑行器在運(yùn)動(dòng)過程中所受外力通過質(zhì)心。在這兩條槽的中部加裝配重塊后滑行器的質(zhì)心不會(huì)改變高度。
(2)保養(yǎng)
①氣墊導(dǎo)軌是一種精度較高的現(xiàn)代教學(xué)儀器。軌道面的直線度，粗糙度，滑行器內(nèi)角及表面的平面度都有較高要求，切忌振動(dòng)、重壓。嚴(yán)防碰傷和劃傷。不允許在不通氣的情況下將滑行器在軌面上滑磨。
②實(shí)驗(yàn)前一定要檢查氣孔是否通暢，如有小孔被堵塞，滑行器運(yùn)動(dòng)到該處就會(huì)受到影響，甚至?xí)Ｗ〔粍?dòng)。如有小孔被堵塞，應(yīng)該用細(xì)鋼絲(直徑小于0.5毫米)捅開。
③滑行器的運(yùn)動(dòng)速度不宜過低，否則當(dāng)外界因素變化時(shí)(如室內(nèi)氣流量不穩(wěn)、壓力不均時(shí)，會(huì)影響滑行器的運(yùn)動(dòng))。一般來說，滑行器的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)大于50厘米/秒。
④導(dǎo)軌使用時(shí)應(yīng)安放在結(jié)實(shí)、牢固的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。如實(shí)驗(yàn)臺(tái)單薄會(huì)影響導(dǎo)軌調(diào)水平。如欲使導(dǎo)軌成斜面、可在調(diào)平螺釘下面加定高墊塊。
⑤導(dǎo)軌應(yīng)放于清潔干燥的環(huán)境中，長(zhǎng)期不用應(yīng)用塑料套遮蓋，防止灰塵。
(3)調(diào)平
氣軌在使用前應(yīng)調(diào)節(jié)軌面成水平。因?yàn)檐壝娌凰綍?huì)使滑行器所受的重力產(chǎn)生與導(dǎo)軌長(zhǎng)度方向平行的分力，由于滑行器是“飄浮”在氣墊上的，任何微小的分力都會(huì)給滑行器以附加的加速度，因而增加實(shí)驗(yàn)的誤差。氣軌的調(diào)平可按下列兩種方法之一進(jìn)行。
①靜態(tài)調(diào)平法
氣墊導(dǎo)軌的調(diào)平螺釘一般是按等腰三角形的三個(gè)頂點(diǎn)分布的。先調(diào)節(jié)位于三角形底邊兩端的調(diào)平螺釘，使軌面在與長(zhǎng)度垂直方向上達(dá)到目視水平。然后向?qū)к壨猓瑢⒒衅鬏p放在軌面上，調(diào)節(jié)位于三角形頂點(diǎn)位置的螺釘，使滑行器在將要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)停住不動(dòng)或無明顯移動(dòng)，則可認(rèn)為軌面已經(jīng)調(diào)平。注意在即將調(diào)平時(shí)要以很小的角度旋轉(zhuǎn)調(diào)平螺釘，以免調(diào)節(jié)過量。
②動(dòng)態(tài)調(diào)平法
將兩個(gè)光電門按實(shí)驗(yàn)需要拉開一段距離安裝在導(dǎo)軌上，使其指針對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)軌上標(biāo)尺刻度。把光電門線兩端的四芯插頭分別插入光電門架和計(jì)時(shí)器面板上的四芯插座中，將兩光電門和計(jì)時(shí)器連通。開啟計(jì)時(shí)器電源，使計(jì)時(shí)器能正常工作：將計(jì)時(shí)方式置于“計(jì)時(shí)Ⅰ”，用手在光電門處遮一下光，計(jì)時(shí)器能計(jì)下遮光時(shí)間即為正常;將計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)方式置于“計(jì)時(shí)Ⅱ”，用手在任一光電門處遮一下光，再在另一光電門處遮一下光，計(jì)時(shí)器能計(jì)下兩次遮光的時(shí)間間隔為工作正常。計(jì)時(shí)器的時(shí)標(biāo)定為不大于1毫秒。
在滑行器中部安裝擋光片，接通氣源，將滑行器輕放在軌面上，使其運(yùn)動(dòng)起來。調(diào)整光電門的位置，使其能被擋光片有效遮光，又不妨礙滑行器運(yùn)動(dòng)。置計(jì)時(shí)器為“計(jì)時(shí)Ⅱ”計(jì)時(shí)方式。讓滑行器從導(dǎo)軌一端向另一端運(yùn)動(dòng)，擋光片順序通過兩個(gè)光電門。計(jì)時(shí)器分別計(jì)下?lián)豕馄ㄟ^兩個(gè)光電門的時(shí)間。調(diào)節(jié)處于三角形頂點(diǎn)位置的調(diào)平螺釘，使計(jì)時(shí)器計(jì)下的兩次計(jì)時(shí)值基本相等，使滑行器從另一端向相反方向運(yùn)動(dòng)，計(jì)時(shí)器的兩次計(jì)時(shí)值也基本相等，即可認(rèn)為軌面已調(diào)平。
(4)滑塊質(zhì)心的調(diào)整
氣墊導(dǎo)軌的氣墊對(duì)滑行器有一定的“浮力”。這一力的方向向上并且過滑行器的幾何中心。一般情況下滑行器的質(zhì)心也在其幾何中心。
所以，在軌面水平的條件下，滑行器應(yīng)能浮在軌面上不沿軌面左右移動(dòng)。但在使用氣軌做實(shí)驗(yàn)時(shí)要在滑行器上安裝擋光片等附件。如果不注意，就改變了質(zhì)心位置，破壞滑行器所受重力與浮力的平衡，浮力中心會(huì)離開質(zhì)心一段距離。浮力會(huì)產(chǎn)生以質(zhì)心為軸的力矩，使滑行器在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小的角度，形成了使滑行器沿軌面移動(dòng)的分力。
這時(shí)即使軌面已經(jīng)水平，滑行器仍不能浮在軌面上不動(dòng)。這時(shí)請(qǐng)沿長(zhǎng)度方向移動(dòng)滑行器上所安附件的位置，使裝上附件后滑行器的質(zhì)心與沒裝附件時(shí)滑行器的質(zhì)心盡量重合。裝好附件的滑行器也應(yīng)能浮在軌面上不動(dòng)。
以上就是為大家整理的高中物理實(shí)驗(yàn)：勻速運(yùn)動(dòng)，希望同學(xué)們閱讀后會(huì)對(duì)自己有所幫助，祝大家閱讀愉快。
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