在高中物理力學實驗中,記錄空間運動的時一空信息,研究物體運動的規律是一個難點,二維描跡儀很好地解決了這個問題,使很多“定性”的實驗變成精確的“定量”實驗。使學生利用儀器控制運動產生的條件,既觀察到二維運動的實際情況,又利用高壓微電流脈沖,將運動的“時一空”分布圖象記錄在普通白紙上,為學生從記錄中研究運動變化的細節,驗證運動變化規律,加深對運動的認識,提供了依據。
本儀器完成下列實驗:
1.研究平拋物體的運動;
2.斜拋物體的運動;
3.驗證機械能守恒定律;
4.完全非彈性碰撞;
5.完全彈性碰撞;
6.驗證向心力公式;
7.簡諧振支(單擺)規律研究;
8.簡諧振動的圖象;
9.自由落體運動。
一、儀器簡介
1.技術性能
一、電氣部分:
(1)點頻(打點頻率的簡稱)100Hz、50Hz、20Hz。相對誤差小于1%。
(2)高壓脈沖強度,能擊穿10mm空氣隙。
(3)點跡分大、小兩檔可調。當輸入電壓為50Hz、220V時:
大點跡時,1不大于5mA;小點跡時,1不大于3mA。
上述各平均電流值,是從用電安全出發的,但也不容許其下限低于上限的f/3,以保證點跡的清晰度。
(4)工作電源 AC50Hz 220V ±20v
(5)工作環境 溫度0℃-40℃
相對濕度不大于90%
一、機械部分
(1)面板共面差小于0.3mm
(2)發射槍導軌中心線與面板平等度誤差小于0.5mm
(3)面板尺寸(380mm×320mm)
2、電原理圖
儀器中的描跡電源的工作原理如圖1所示。
儀器中各部分的連接電路如圖2所示。
3、儀器結構
(一)、外形結構
二維描跡儀的主體為一箱體結構,如圖3所示的是其豎放時的外觀形態。
其箱框上裝有:1.發射槍電磁鐵的電源插孔;2.卷紙機的電源插座;3.向心力實驗用高壓插孔;4.描跡電源的輸出頻率調節開關;5.描跡電源輸出的點跡大小 調節開關。
底座上裝有:1.三個調平螺釘。用于調節儀器的水平。
2.一個開關,用于控制描跡電源的輸出;以及描跡電源的輸出與發 射槍電磁鐵的釋放,描跡電源的輸出與卷紙機的卷紙同步功能。
(二)、附件部分
附件主要有:(1)發射槍組件;(2)單擺組件;(3)向心力組件;(4)卷紙機構;
(5)基準尺;(6)壓紙條;(7)自由落體墜子;(8)運動體(拋體);(9)塑性磁條;(10)水準儀。如圖4---圖8所示,具體功能將結合各個實驗介紹。