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高中物理

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    (1)如图1所示,螺旋测微器的示数为______mm;图2游标卡尺的示数为______cm.

    魔方格

    (2)某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系,所用交流电的频率为50Hz,如图3为某次实验中得到的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6、7为计数点,相邻两计数点间还有3个打点未画出.从纸带上测出x1=3.20cm,x2=4.74cm,x3=6.40cm,x4=8.02cm,x5=9.64cm,x6=11.28cm,x7=12.84cm.

    魔方格

    计数点 1 2 3 4 5 6
    各计数点的速度(m/s) 0.50 0.70 0.90 1.10 1.51
    (a)请通过计算,在下表空格内填入合适的数据(计算结果保留三位有效数字);
    (b)根据表中数据,在所给的坐标系中作出v-t图象(以0计数点作为计时起点);由图象4可得,小车运动的加速度大小为______m/s2

    魔方格

    本题信息:物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “(1)如图1所示,螺旋测微器的示数为______mm;图2游标卡尺的示数为______cm.(2)某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系,所用交流电的频率为5...” 主要考查您对

实验:探究小车速度随时间变化的规律

游标卡尺

螺旋测微器

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 实验:探究小车速度随时间变化的规律
  • 游标卡尺
  • 螺旋测微器

实验目的:
1、练习使用打点计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动。
2、学习用打点计时器测定即时速度和加速度。

实验原理:
1、打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它每隔0.02s打一次点(由于电源频率是50Hz),因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上点之间的间隔,就可以了解物体运动的情况。
2、由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:如图所示,0、1、2……为时间间隔相等的各计数点,s1、s2、s3、……为相邻两计数点间的距离,若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量,即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。


3、由纸带求物体运动加速度的方法:
①用“逐差法”求加速度:即根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔)求出a1=、a2=、a3=,再算出a1、a2、a3
②用v-t图法:即先根据vn=求出打第n点时纸带的瞬时速度,后作出v-t图线,图线的斜率即为物体运动的加速度。

实验器材:
小车,细绳,钩码,一端附有定滑轮的长木板,打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,米尺。

实验步骤:
1、把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路,如图所示;


2、把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,并在细绳的另一端挂上合适的钩码,试放手后,小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面;
3、把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再放开小车,让小车运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,取下纸带,换上新纸带,重复实验三次;
4、选择一条比较理想的纸带,舍掉开头的比较密集的点子,确定好计数始点0,标明计数点,正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离,用逐差法求出加速度值,最后求其平均值。也可求出各计数点对应的速度,作v-t图线,求得直线的斜率即为物体运动的加速度。

注意事项:
1、开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。
2、应该先接通电源,再释放小车,当小车到达滑轮前及时用手按住。
3、先断开电源,再取下纸带。
4、对于电磁打点计时器,如打出的点较轻或是短线时,应调整振针距复写纸的高度。
5、选择一条理想的纸带,是指纸带上的点迹清晰,适当舍弃点密集部分,适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于(n-1)t。
6、每打好一条纸带,将定位轴上的复写纸换个位置,以保证打点清晰(注意此项只对于电磁打点计时器才适用)。
7、不要分段测量各段位移,应一次测出各计数点与0计数点的距离,再逐个计算x1、x2、x3…,读数时应估读到0.1mm。
8、尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法是:
      ①细绳尽可能与板面保持平行;
      ②滑轮和车轮灵活;
      ③长木板表面粗糙程度、纸带与打点计时器之间的摩擦基本保持一致。


构造和用途:

原理:

利用游标尺最小分度和主尺最小分度的微小差值,把微小长度积累起来进行测量。

读数:

如下表所示

游标尺(mm) 精度(mm) 测量结果(游标尺上第n个小格与主尺上的某刻度线对正时)(mm)
刻度格数 刻度总长度 每小格与1毫米差
10 9 0.1 0.1 主尺上读的毫米数+0.1n
20 19 0.05 0.05 主尺上读的毫米数+0.05n
50 49 0.02 0.02 主尺上读的毫米数+0.02n

表格解析:

(1)10分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小0.1mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数,然后用游标读出0.1毫米位的数值:游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐,0.1毫米位就读几(不能读某)。其读数准确到0.1mm。
(2)20分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.95mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数,然后用游标读出毫米以下的数值:游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐,毫米以下的读数就是几乘0.05毫米。其读数准确到0.05mm。
(3)50分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.98mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小0.02mm。这种卡尺的刻度是特殊的,游标上的刻度值,就是毫米以下的读数。这种卡尺的读数可以准确到0.02mm。如图中被测圆柱体的直径为2.250cm。
(4)游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的, 所以都不再往下一位估读。


进行“长度测量”实验时的注意事项:

1、如果刻度尺端头有磨损,测量起点不要选在“0”刻度线。
2、刻度尺毫米以下的数值靠目测估读一位,估读至最小刻度值的1/10(即0.1mm)。
3、用游标卡尺测量金属管的外径时,金属管不可在钳口间移动或压得太紧,以免磨损钳口。
4、用游标卡尺测量金属管的外径、内径和量筒的深度,把游标卡尺放在合适的位置后适当旋紧固定螺钉,再读数。
5、游标卡尺使用时不论多少分度都不要估读.如20分度的游标卡尺,读数的末位数一定是0或5;50分度的游标卡尺,读数的末位数字一定是偶数。
6、若游标上任何一格均不与主尺的刻度线重合,选择较近的一条刻度线读数。


固定刻度上的最小刻度为0.5mm(在中线的上侧);可动刻度每旋转一圈前进(或后退)0.5mm。在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线,所以相邻两条刻线间代表0.01mm。读数时,从固定刻度上读取整、半毫米数,然后从可动刻度上读取剩余部分(因为是10分度,所以在最小刻度后应再估读一位),再把两部分读数相加,得测量值。如图中的读数应该是6.702mm。

知识点拨:

使用螺旋测微器应注意以下几点:

(1)测量时,在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮,而改用微调旋钮,避免产生过大的压力,既可使测量结果精确,又能保护螺旋测微器。

(2)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。

(3)读数时,千分位有一位估读数字,不能随便扔掉,即使固定刻度上的水平刻线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”.如下图所示。


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