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“牛顿第二定律层式分析演示仪”及“简谐运动描迹仪”的制作pdf

鏃ユ湡;2019-08-27  鏉ユ簮锛毼粗  浣滆咃細admin

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  维普资讯 第 ∞ 巷第 3期 袖 理 教 师 Vd.23№ .3 2t~t2拄 PHYSICS IEACI-IER (2∞2J · 抽理 娄覃} ‘‘ 析演示仪 的嗣作 杭清平 王 衡 片1 (郯城县第一中学,山东 郯城 276100) (都城县育才中学 ,山东 郯城 276100) 1 研究牛顿第:定律的实验装置 演示仪 。以下简称 “分析演示仪”,如图2所示 如凰 1所示是高 中物理 “研究牛顿第二定律 的实 验装置 ”它 的不足 : 第 简 (1)平面结构 ,不便 学生观 一一谐 察与 比较 (2)小车受到 的摩攘力属 定 !. 系统误差 ,实验时需要平衡摩 律 萌 攘力 . (3)利 用小车后面系绳来 图 1 研究牛顿第二 l气垫 导轨 2滑块 3 电礁铁 层 描 定律的实验装置 4刻度JC 5纸糟 6.导 电扳 控制位移 ,误差太大 .由于惯性 作用 .利用夹子夹细绳时 ,不能立刻止住具有一定动量 式 逮 圈 2 的小车 ,不可避免地存在位移上的误差 ,由于两小车运 3 牛顿第二定律层盎分析演示扳的优点 分 仪 动速度不同.动能不同,因此被夹的绳子向前滑动的位 (1)采用双层结构 ,便于学生观察比较 . 移也不 同.说明两个小车的位移误差也不 同. (2)采用气 垫导轨作 为轨道 ,最大可能地克职 了 (4)夹子有时夹不住 .实验所用夹子夹 口不能完好 “小车”与接触面的摩擦 . 密台 ,造成夹子夹绳时 ,有 时夹住 了一根 ,而另一根继 (3)采用火花放 电记录运动位置及液体导电.克职 续向前运动 .使滇示实验成功率低 。课堂效果差 . 了小车因惯性造成的位移差 . (5)小车运动的位移测量不方便 . (4)采用电磁铁控 制小车的运动开始,尽最大可能 2 本实验亟待解决的两十问题 地克服 了因放车而造成的时间差 . (1)两个 同时 . 上述 (3)、(4)两点 目的是做剜两个同时 . 小车开始运动应真正做到 同时 .经过相 同时间后 4 柯作的构思 定位也应同时 .在具体操作过程 中时常出现打开夹子 (1)气蛰导轨代替长木板 瞬间 ,由于夹 口密台程度不同,造成 :①质量相同时,拉 教师们使 用原仪器时,必须在课前花费长时 间,耐 力小的先快速前进 .而拉力大的没有多大反应 ,②拉 力 心地平衡摩擦力 ,这需要反复实验 ,平衡的依据是小车 相同时 ,质量大的先快速前进 .而质量小 的没有多大反 在平板上匀建运动,而这个匀速运动 ,也是教师们 自己 应 .总之.与实验事实相悖 . 认为 的.也就是说 ,这里摩攘力的平衡非常地粗略且费 (2)克服小车运动过程的摩擦力 . 时 ,而利用气垫导轨.且制作时把上下两层做成平 行且 因实验中是用砝码的重力代替小车所受拉力 ,为 都与地面平行 即可 ,可谓一状做成 ,长期使用 . 了便 于控翻小车的运动,一般来说 ,均用重力鞍 小的砝 (2)液体导电和火花放电定位 ,代替夹子与绳 . 码 ,而这时小车及车后系的绳 ,这两方面产生的摩擦力 原仪器是在小车后面系绳 ,利 用纸夹控镧在相 同 相对拉力而言造成很大谩差 .教参 中又给了一种利 用 时间内的位移 这种做法在实 际操作 中不容易做到 同 光电门、记时器等 ,求解加速度 ,利用 各组加速度的 比 时放开 ,同时夹住 .使用纸夹若太小,则两根绳子极可 值 ,推 出结论 .此方法对学生来说显得 繁琐,中间推证 能在小车运动过程 中,缠绕在一起 ,纸夹略大一些 ,就 多,不直观. 出现纸夹的两个夹边密音程度不够 ,时常造成不能傲 鉴于以上原因,我设计 了牛顿第二定律层式分析 到同时放 ,同时收住 .特别地在收绳时,由于动量大的 一 31 一 维普资讯 砌 .岛 No.3 物 理 教 师 第23卷第 3期 (2002) PHYSICSTEACHER 2002年 小车,需要制动时间长些 ,故造成位移误差相 当大 更 为了能让两滑块真 正同时运动 ,我利 用电磁铁代 有甚者由于夹 日密台程度不够 ,有时能夹住~根绳子 , 替纸夹如图5,“分析演示般 ”上下两层 的始端分别装 而另-4,车仍继续前进 .若能去掉小车后系绳定位 ,克 上电磁铁 ,滑块与电磁铁靠近部位嵌人一铁块 ,滑块运 服由此造成的位移差 ,将是制作上的一个飞跃 .经过长 动前,两电礁铁 工作 t吸住滑块 ,两电磁铁通过同一 期探索,我采用液体导 电及 电火花 描迹定位代替小车 开关控制 .断开开 后系绳及纸夹造成的误差 . 关 ,电磁 铁 不 工 具 体 做 作 ,两滑块便在拉 法 :气 垫 导 轨 力作 用 下 同时运 上用滑块代 替 动 .这是利用 电的 圈5 电磁铁吸放精块电原因 小 车 ,如 图 3 快速反应来控制 . 所 示 ,定 位 计 效果相当理想 固 定 在 滑 块 (4)纸带及刻度尺的放置 上 ,定 位 针 的 在金属板 上敲一层 一 蚺 呈 尖 状 , 纸带,当定位针与金属 与金属极板 间 】气垫导轨 2.滑块 3.、衡酉己重蝶母l 板问放电产生火花点时 通过 高压 火花 j定位针 5纸带 6导电板 将火花点打在纸 带上 . 7导电液 8.导电槽 9 导线 放 电 打 出 点, 在纸带的上面平行 固定 在金 属极 板 上 圈3 气垫导轨及附属部分切面圈 一 刻度尺,以便于直接 附 有 打 点 纸 读 出经 一 段 时 间 的位 1底座 2.纸带盘 3螺旋弹簧 带 ,金属极板与定位针尖部 留有恰 当的距离 .使两者不 移 ,纸 带盘 可用劲度 较 4挡扳 5.螺母 6.螂杆 接触 但放电后又能在极板上打出火花点 ,定位针的另 小的螺旋弹簧压在其中 一 靖 ,有 向下的一段金属导体 (一般用漆包线做成)它 心孔 上.使纸 带能够 用 图6 浸人水 中,但与水槽各壁均不接触 .为了利用火花放电 手拉 出,撤去拉力后 ,又能使纸带盘不动 。如图 6,通过 定位 ,解决导电问题而采用的液体导体 ,这样 ,滑块在 调节螺母达到 目的 . 拉力的作用下与周围的摩擦力尽可能达到最小 5 简谐运动描述仪的制作 火花放电描连定位 ,将水槽 中的水作为一个电极 , 简谐运动描迹仪的制作是牛顿第二定律层式分析 金属极板作为一个电极 ,这两个 电极分别与变压整流 演示仪的衍生物 ,二者 的共 同点是如何 克服瞬时定位 装置的两个输出端相连 .分析演示但”的上下两层利 问题 ,构思与上所述相同 用同一个开关来控制定位针竹放 电.如 图4所示 .需记 (1)原理筒述 :利用在气垫上的振子 (滑鞠),演示 录位 置时 ,触动开关 ,放 电后 ,由于火花放 电在 纸带上 简谐运动 通过振子上的定位针与金属板 间的放 电火 出现孔点.第一个孔点与始点距离就记 录了在相 同时 花记录下振子的位移随时间变化的图像 要嚣龉 傲 . 固II 动 图7 简谐运动描迹仪示意田 圈4 电火花描违定位电原图 (2)优点:①利用气垫导轨上的振子的振动 ,使之 (3)电磁铁代替纸夹 . 一 32 一 维普资讯 第 ∞ 卷第 3期 物 理 教 师 Ⅷ .∞ No 3 2OO2扼 PHYSICSTEAC胍 R (抛 ) 测 电表 内阻的方法归类 吴 健 (江苏省常州高级 中学 ,江苏 常,Il 213003) 近几年高考物理实验题 中.“电阻的测量”是考查 重点 .特别是 “测电表 内阻”的考题 出现的频率较高 .如 1997年全国卷测 了一个 电压表 内阻 ,2OOO年 的全国卷 授I电流表 内阻 ,2001年的全国卷的第 16题和理科 综合 辫 卷的第 29题分别是用不 同的方法测量电流表 内阻 .而 每次这类实验题 得分率都不高 ,像 2001年理科综合卷 翻 1 捌 2 第 29题抽样难度 (得分率)为 025.估计全 国卷第 16 变形 2:(2ooo年全 国卷第 16题) 题 的得分率还要低 ,究其原因.主要这类测 电表内阻的 如图3,已知 A_内阻 l、测电流表 A内阻 . 实验题不属于 高‘考说明中的 17个规定实验 .这一方 方法 :同时测得电流表A,读数为 ,^,电流表 Al读 面反映了近几年高考 的命题 走 向.即注重考生对 实验 思想方法 的理解 ,另一方面也反映我们的学生对待实 数为 ,所 以n : . 验是死记硬背 ,迁移能力还不够强 .事实上 .测 电表 内 变形 3:(1997年全国卷) 阻是物理实验中的一个基本类型 ,常用的基本方法 主 如 图4.测 电压表 内阻 . 要有三种,我们在解题 中碰到的一些具体问题 .其实是 方法:测得电流表读数 ,.,电压表读数 ,所以 这三种基本方法的变形 , r v=-/7. 1 忮安法 如图1,测电流表 A内阻 A. 方法 :调节变阻器 ,使电流表 A指针满偏 ,此时 蜃 埋 Ⅳ 电压表读数为 u.所 “吼 = JE 囝 3 图 4 变形 1:(2001年理科综合卷第 29题) 评析:以上三个变式从实验原理上讲还是伏安{圭 如图2.Rj为电阻箱 ,测电瘟表 A内阻 ^. 测电阻,不过学生对 电压表或电流表要有一正确 全面 方法 :测得电流表 A,电流表 AJ的读数为 ,^与 ,, 的认识 .即电压表或 电流表都是一显示 电压或 电流 的 , 7 7 、 “电阻”,克服 电压表不能 串联在电路中,电流表不能并 所 以 月^= 马. 联在电路中的思维定势. 接近于无 阻尼振 动 . ②利用 电动机与组合齿轮 的传动 ,吼达到记录纸 带能做匀速运动 . ③所得描迹图既可直接展示,也可咀投影仪上使 用 (3)简谐运动描迹仪示意图如图7所示 简谐运动描迹仪示意切面图如图 8所示 1气垫导轨 2滑块 (振予)3平衡配重螺母 (收稿 日期 :2001—10一o8) 4.定位针 5.纸带 6.导电报 7.导电液 8.导 电槽 9导线 —


 
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