物理學科 常考實驗儀器介紹

實驗作為物理教學的重要組成部分,在各種大型考試中也是常考的題型之一。對考生的分析能力、計算能力、觀察能力等都有較為綜合的考察。在此,介紹幾種在力學實驗中常見的實驗儀器的原理以及考試中考生易錯的點。

一、打點計時器

1.分類:

電磁打點計時器:使用交流電源,工作電壓4—6V,如電源的頻率是50Hz時,振針每隔0.02s 打點一次。

電火花打點計時器:使用交流電源,工作電壓220V,如電源的頻率是50Hz時,振針每隔0.02s打點一次。

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2.實驗注意事項

(1)實驗中應該先接通電源,後釋放紙帶;

(2)接好紙帶的小車或重物一開始應該停在靠近打點計時器一側;

(3)通常每隔四個計時點選取一個計數點,則時間間隔為0.1s;

二、光電門

光電門是一種可以測量物體瞬時速度的器材,它利用的基本原理是:極短時間內的平均速度大小可以近似認為是該時刻的瞬時速度大小。

如圖所示的計時裝置可以近似測出氣墊導軌上滑塊的瞬時速度。滑塊上遮光片越窄,誤差越小。

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三、遊標卡尺

1.原理

遊標卡尺主要用於測量長度,內徑,外徑,深度等,規格有3種:10分度、20分度、50分度。遊標卡尺的測距的原理是通過主尺與遊標尺的差值來得到被測尺寸的值。

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以10分度尺為例,其初始狀態的刻度線,主尺和遊標尺0刻線對其,根據主尺的刻度可以知道遊標尺刻度總長9mm,遊標尺一共有10個格,則每個小格的值為0.9mm.,主尺最小刻度是1mm,主尺的小格比遊標尺的小格大0.1mm。

當遊標尺第一個格和主尺第一個格對齊時如下圖所示,則所測尺寸數值為大格和小格之差,則a-b=0.1mm。

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以此類推,遊標卡尺小數部分的讀數規律,就是遊標尺的第幾個小格與主尺刻度線對齊,假設第N個格與主尺刻度線對齊,則小數部分的讀數為N個大格減去N個小格,即N×0.02,然後加上主尺上的整數部分,即為被測尺寸。

2.遊標卡尺注意事項

遊標卡尺不估讀。

四、螺旋測微器(千分尺)

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1.原理

螺旋測微器是比遊標卡尺更精密的測量長度的工具,用它測長度可以準確到0.01mm,測量範圍為幾個釐米。

螺旋測微器是依據螺旋放大的原理製成的,即螺桿在螺母中旋轉一週,螺桿便沿著旋轉軸線方向前進或後退一個螺距的距離。因此,沿軸線方向移動的微小距離,就能用圓周上的讀數表示出來。

螺旋測微器的精密螺紋的螺距是0.5mm,可動刻度有50個等分刻度,即可動刻度旋轉一週,測微螺桿可前進或後退0.5mm,可動刻度部分,一圈是50個小格,相當於每個小格代表0.5/50=0.01mm,這就是螺旋測微器的最小分度值。由於還能再估讀一位,可讀到毫米的千分位,故又名千分尺。

2.螺旋測微器的讀數方法

(1)先讀固定刻度

(2)再讀半刻度,若半刻度線已露出,記作 0.5mm;若半刻度線未露出,記作 0.0mm;

(3)再讀可動刻度(注意估讀)。記作 n×0.01mm;

(4)最終讀數結果為固定刻度+半刻度+可動刻度

3.螺旋測微器的注意事項

(1)在讀數時,要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻線是否已經露出。

(2)讀數時,千分位有一位估讀數字,不能隨便扔掉,即使固定刻度的零點正好與可動刻度的某一刻度線對齊,千分位上也應讀取為“0”。


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