1. 用打点计时器测速度的实验步骤
公冶+_+
打点计时器测速度的实验步骤 :
1.把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过两个限位孔,压在复写纸上.
2.把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与电源接线柱相连接.
3.打开电源开关,用手水平的拉动纸带,纸带上就打下了许多小点.
4.取下纸带,关闭电源.从能看清的某个点数起,数一数纸带上共有多少个点.如果共有N个点,那么点子的间隔数为(N-1)个,纸带的运动时间:der塌t=0.02(N-1)s.
5.用刻度尺量一下从开始计数的一点到最后一点间的距离der塌x
6.利用公式 ( 就是那个测平均速度的 )计算出纸带在这段时间内的平均速度.
7.在纸带上去连续6个点,用刻度尺量出相邻两个点间的距离,判断纸带的这段运动是匀速运动还是变速运动.判断依据是:若两个点间距离相等,则物体做匀速运动;反之,则做变速运动.
累呀
2. 测定反应速度探究实验的步骤
方法一.
方法1:一个声音产生后,并不会立刻传到你的耳朵,通常要经过一段时间。除非你自己有这种经验,否则这是很难理解的。例如:如果你参加一个运动会,坐在离鸣枪的人有一段距离的地方,你会先看到枪冒烟,后听到枪声。这是因为光行进的速度非常快(约1秒钟300000公里),而声音的速度就慢得多(约1秒种340米)。所以你会立刻看到枪冒烟,但声音要过一会儿之后才会听到。�
于是早期测量声音的速度是利用枪来做实验。帮忙的人要拿着枪在一个量好的距离外,另一个人就拿着马表站在原点。在看到信号之后,帮忙的人就对空鸣枪。在原点的人一看到枪的火花和烟时,就把马表按下来;而当他听到枪声时,就再按一次马表让马表停下来。看到火花和听到枪声之间的时间,就是声音行经这一段量好距离所需的时间。就能算出声音的速度。根据这一原理你不妨在今后的校运动会的时候试验一下(利用百米赛跑就可以了).
方法2:为了测量声音的速度你需要一个马表和一个皮尺。量一个500公尺的距离,要尽可能量得准确一点。你和你的同学分别站在两端;你的同学两手各拿一块大石头(或者锣、鼓、或者干脆拍手--拍手的声音太低如果对方听不到就不好办了),你则拿一个马表。当你大叫“开始”时,你的同学要把石头举到头顶,尽量大声敲击。�当你一看到石头撞在一起,就按下马表。等到你听到石头撞击的音,就再按一下马表让马表停下来。时间方面要记录到十分之一秒。如果能多做几次实验,算出时间的平均值是最好的。�你只要用计算机把你和你同学的距离除以时间,就可以算出声音的速度了。
方法二.
测量声音的速度还有一种利用回音来测量的的方法:
所谓回声,就是声音在传播的过程中碰到高大的障碍物被反射了回来,不是在电视里(当然是夸张)有时看到一个人面对大山大喊一声,可以听到三个、四个甚至五个回声吗?
哪么我们就可以根据这样的原理,站在离高墙较远的地方(事先测出你到高墙的距离)大声地喊一下,在你喊的同时按下秒表,当你听到自己的回声再按一下秒表,这样一来,你的喊声从你那儿到高墙打了一个来回,你只要把上面说的你跟高墙的距离除以测得的时间的一半,这声音的速度也就出来了(这里要注意的是因为人能分辨出自己的回声的时间间隔要超过0.1秒,声音有传播速度是340米每秒,所以你与墙的距离,至少不得少于17米才行,而且中间还不能有障碍物)。
利用回声测声音速度比较高级和精确的做法是:
利用超声波遇到物体发生反射,超声波发生器通过电缆线连与超声接受器连为一体,接受器能将接收到的超声波信号进行处理并在电脑屏慕上显示其波形,超声波发生器每隔固定时间发射一短促的超声波信号,而接收到的由于障碍物反射回的超声波信号经仪器处理后也可在电脑屏上显示出来(两个波的形状一大一小便于区分),每个反射波与相应的发射波之间的滞后的时间可经电脑的处理输出,即能直接从电脑上读出一个超声波发射后遇到障碍物返回来的时间间隔,只要你事先测出超声波发生器到障碍物之间的距离S,并将S除以往返时间的一半就是声音在空气里的传播速度了。(超声波在空气中的传播速度跟一般人能听得到的声波速度是相等的)。
3. 测量平均速度实验的原理是什么
平均速度的测量实验目的就是测量物体运动的平均速度,原理就是v=s/t,就是速度等于路程除以时间。实验器材有:刻度尺、停表、长木板、小车、小木块、金属块。具体测量平均速度的步骤:
1、把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程S1,把S1和后面测得的数记录下来。
2、用停表测量小车从斜面顶端滑下撞击金属片的时间t1。
3、根据测得的S1\t1,利用公式V1=S1/t1算出小车通过斜面全程的平均速度V1。
4、将金属片移至斜面中部,用刻度尺测出小车到金属片的距离S2。
5、用停表测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程S2所用的时间t2,算出小车通过斜面上半段路程的平均速度V2。
4. 用什么测量瞬时速度
1.速度表(就像汽车上的速度表)(这个工程上常用)
2.打点计时器或闪光照相(中学物理实验常用)
第2种方法实际上是间接测量速度。它们是通过从打点计时器的纸带上测量距离,然后根据打点计时器打点的时间进行计算得出的。
5. 测量物体运动的平均速度实验是什么
(力学实验)实验二:测量物体运动的平均速度。
【实验目的】
1.能用刻度尺测出物体运动的路程,能用停表测出物体通过这段路程所用的时间。
2.能根据公式v=s/t计算出物体在这段时间内运动的平均速度。
3.能写出简单的实验报告。
【实验器材】
小车、斜面、停表、刻度尺、木块、金属片(挡板)等。
【实验准备】
1.本实验的原理是什么?v=s/t。
2.如何让小车通过的距离和时间同时。
3.如何改变小车运动的速度。
6. 光的速度是怎么测量出来的
光速的测量方法: 最早光速的准确数值是通过观测木星对其卫星的掩食测量的。还有转动齿轮法、转镜法、克尔盒法、变频闪光法等光速测量方法。
1.罗默的卫星蚀法
光速的测量,首先在天文学上获得成功,这是因为宇宙广阔的空间提供了测量光速所需要的足够大的距离.早在1676年丹麦天文学家罗默(1644— 1710)首先测量了光速.由于任何周期性的变化过程都可当作时钟,他成功地找到了离观察者非常遥远而相当准确的“时钟”,罗默在观察时所用的是木星每隔一定周期所出现的一次卫星蚀.他在观察时注意到:连续两次卫星蚀相隔的时间,当地球背离木星运动时,要比地球迎向木星运动时要长一些,他用光的传播速度是有限的来解释这个现象.光从木星发出(实际上是木星的卫星发出),当地球离开木星运动时,光必须追上地球,因而从地面上观察木星的两次卫星蚀相隔的时间,要比实际相隔的时间长一些;当地球迎向木星运动时,这个时间就短一些.因为卫星绕木星的周期不大(约为1.75天),所以上述时间差数,在最合适的时间(上图中地球运行到轨道上的A和A’两点时)不致超过15秒(地球的公转轨道速度约为30千米/秒).因此,为了取得可靠的结果,当时的观察曾在整年中连续地进行.罗默通过观察从卫星蚀的时间变化和地球轨道直径求出了光速.由于当时只知道地球轨道半径的近似值,故求出的光速只有214300km/s.这个光速值尽管离光速的准确值相差甚远,但它却是测定光速历史上的第一个记录.后来人们用照相方法测量木星卫星蚀的时间,并在地球轨道半径测量准确度提高后,用罗默法求得的光速为299840±60km/s.
2.布莱德雷的光行差法
1728年,英国天文学家布莱德雷(1693—1762)采用恒星的光行差法,再一次得出光速是一有限的物理量.布莱德雷在地球上观察恒星时,发现恒星的视位置在不断地变化,在一年之内,所有恒星似乎都在天顶上绕着半长轴相等的椭圆运行了一周.他认为这种现象的产生是由于恒星发出的光传到地面时需要一定的时间,而在此时间内,地球已因公转而发生了位置的变化.他由此测得光速为:
C=299930千米/秒
这一数值与实际值比较接近.
以上仅是利用天文学的现象和观察数值对光速的测定,而在实验室内限于当时的条件,测定光速尚不能实现.
二、光速测定的大地测量方法
光速的测定包含着对光所通过的距离和所需时间的量度,由于光速很大,所以必须测量一个很长的距离和一个很短的时间,大地测量法就是围绕着如何准确测定距离和时间而设计的各种方法.
1.伽利略测定光速的方法
物理学发展史上,最早提出测量光速的是意大利物理学家伽利略.1607年在他的实验中,让相距甚远的两个观察者,各执一盏能遮闭的灯,如图所示:观察者A打开灯光,经过一定时间后,光到达观察者B,B立即打开自己的灯光,过了某一时间后,此信号回到A,于是A可以记下从他自己开灯的一瞬间,到信号从B返回到A的一瞬间所经过的时间间隔t.若两观察者的距离为S,则光的速度为
c=2s/t
因为光速很大,加之观察者还要有一定的反应时间,所以伽利略的尝试没有成功.如果用反射镜来代替B,那么情况有所改善,这样就可以避免观察者所引入的误差.这种测量原理长远地保留在后来的一切测定光速的实验方法之中.甚至在现代测定光速的实验中仍然采用.但在信号接收上和时间测量上,要采用可靠的方法.使用这些方法甚至能在不太长的距离上测定光速,并达到足够高的精确度.
2.旋转齿轮法
用实验方法测定光速首先是在1849年由斐索实验.他用定期遮断光线的方法(旋转齿轮法)进行自动记录.实验示意图如下.从光源s发出的光经会聚透镜L1射到半镀银的镜面A,由此反射后在齿轮W的齿a和a’之间的空隙内会聚,再经透镜L2和L3而达到反射镜M,然后再反射回来.又通过半镀镜A由 L4集聚后射入观察者的眼睛E.如使齿轮转动,那么在光达到M镜后再反射回来时所经过的时间△t内,齿轮将转过一个角度.如果这时a与a’之间的空隙为齿 a(或a’)所占据,则反射回来的光将被遮断,因而观察者将看不到光.但如齿轮转到这样一个角度,使由M镜反射回来的光从另一齿间空隙通过,那么观察者会重新看到光,当齿轮转动得更快,反射光又被另一个齿遮断时,光又消失.这样,当齿轮转速由零而逐渐加快时,在E处将看到闪光.由齿轮转速v、齿数n与齿轮和M的间距L可推得光速c=4nvL.
在斐索所做的实验中,当具有720齿的齿轮,一秒钟内转动12.67次时,光将首次被挡住而消失,空隙与轮齿交替所需时间为
在这一时间内,光所经过的光程为2×8633米,所以光速c=2×8633×18244=3.15×108(m/s).
在对信号的发出和返回接收时刻能作自动记录的遮断法除旋转齿轮法外,在现代还采用克尔盒法.1941年安德孙用克尔盒法测得:c=299776±6km/s,1951年贝格斯格兰又用克尔盒法测得c=299793.1±0.3km/s.
3.旋转镜法
旋转镜法的主要特点是能对信号的传播时间作精确测量.1851年傅科成功地运用此法测定了光速.旋转镜法的原理早在1834年1838年就已为惠更斯和阿拉果提出过,它主要用一个高速均匀转动的镜面来代替齿轮装置.由于光源较强,而且聚焦得较好.因此能极其精密地测量很短的时间间隔.实验装置如图所示.从光源s所发出的光通过半镀银的镜面M1后,经过透镜L射在绕O轴旋转的平面反射镜M2上O轴与图面垂直.光从M2反射而会聚到凹面反射镜M3上, M3的曲率中心恰在O轴上,所以光线由M3对称地反射,并在s′点产生光源的像.当M2的转速足够快时,像S′的位置将改变到s〃,相对于可视M2为不转时的位置移动了△s的距离可以推导出光速值:
式中w为M2转动的角速度.l0为M2到M3的间距,l为透镜L到光源S的间距,△s为s的像移动的距离.因此直接测量w、l、l0、△s,便可求得光速.
在傅科的实验中:L=4米,L0=20米,△s=0.0007米,W=800×2π弧度/秒,他求得光速值c=298000±500km/s.
另外,傅科还利用这个实验的基本原理,首次测出了光在介质(水)中的速度v<c,这是对波动说的有力证据.
3.旋转棱镜法
迈克耳逊把齿轮法和旋转镜法结合起来,创造了旋转棱镜法装置.因为齿轮法之所以不够准确,是由于不仅当齿的中央将光遮断时变暗,而且当齿的边缘遮断光时也是如此.因此不能精确地测定象消失的瞬时.旋转镜法也不够精确,因为在该法中象的位移△s太小,只有0.7毫米,不易测准.迈克耳逊的旋转镜法克服了这些缺点.他用一个正八面钢质棱镜代替了旋转镜法中的旋转平面镜,从而光路大大的增长,并利用精确地测定棱镜的转动速度代替测齿轮法中的齿轮转速测出光走完整个路程所需的时间,从而减少了测量误差.从1879年至1926年,迈克耳逊曾前后从事光速的测量工作近五十年,在这方面付出了极大的劳动. 1926年他的最后一个光速测定值为
c=299796km/s
这是当时最精确的测定值,很快成为当时光速的公认值.
三、光速测定的实验室方法
光速测定的天文学方法和大地测量方法,都是采用测定光信号的传播距离和传播时间来确定光速的.这就要求要尽可能地增加光程,改进时间测量的准确性.这在实验室里一般是受时空限制的,而只能在大地野外进行,如斐索的旋轮齿轮法当时是在巴黎的苏冷与达蒙玛特勒相距8633米的两地进行的.傅科的旋转镜法当时也是在野外,迈克耳逊当时是在相距35373.21米的两个山峰上完成的.现代科学技术的发展,使人们可以使用更小更精确地实验仪器在实验室中进行光速的测量.
1.微波谐振腔法
1950年埃森最先采用测定微波波长和频率的方法来确定光速.在他的实验中,将微波输入到圆柱形的谐振腔中,当微波波长和谐振腔的几何尺寸匹配时,谐振腔的圆周长πD和波长之比有如下的关系:πD=2.404825λ,因此可以通过谐振腔直径的测定来确定波长,而直径则用干涉法测量;频率用逐级差频法测定.测量精度达10-7.在埃森的实验中,所用微波的波长为10厘米,所得光速的结果为299792.5±1km/s.
2.激光测速法
1790年美国国家标准局和美国国立物理实验室最先运用激光测定光速.这个方法的原理是同时测定激光的波长和频率来确定光速(c=νλ).由于激光的频率和波长的测量精确度已大大提高,所以用激光测速法的测量精度可达10-9,比以前已有最精密的实验方法提高精度约100倍.
四、光速测量方法一览表
除了以上介绍的几种测量光速的方法外,还有许多十分精确的测定光速的方法.现将不同方法测定的光速值列为“光速测量一览表”供参考.
根据1975年第十五届国际计量大会的决议,现代真空中光速的最可靠值是:
c=299792.458±0.001km/s
声速测量仪必须配上示波器和信号发生器才能完成测量声速的任务。实验中产生超声波的装置如图所示。它由压电陶瓷管或称超声压电换能器与变幅杆组成;当有交变电压加在压电陶瓷管上时,由于压电体的逆压电效应,使其产生机械振动。此压电陶瓷管粘接在铝合金制成的变幅杆上,经过电子线路的放大,即成为超声波发生器,由于压电陶瓷管的周期性振动,带动变幅杆也做周期轴向振动。当所加交变电压的频率与压电陶瓷的固有频率相同时,压电陶瓷的振幅最大,这使得变幅杆的振幅也最大。变幅杆的端面在空气中激发出纵波,即超声波。本仪器的压电陶瓷的振荡频率在40kHz以上,相应的超声波波长约为几毫米,由于他的波长短,定向发射性能好,本超声波发射器是比较理想的波源。由于变幅杆的端面直径一般在20mm左右,比此波长大很多,因此可以近似认为离开发射器一定距离处的声波是平面波。超声波的接受器则是利用压电体的正压电效应,将接收的机械振动,转化成电振动,为使此电振动增强。特加一选频放大器加以放大,再经屏蔽线输给示波器观测。接收器安装在可移动的机构上,这个机构包扩支架、丝杆、可移动底座(其上装有指针,并通过定位螺母套在丝杆上,有丝杆带动作平移)、带刻度的手轮等。接收器的位置由主、尺刻度手轮的位置决定。主尺位于底座上面;最小方尺位于底坐上面;最小分尺为1mm,手轮与丝杆相连上分为100分格,每转一周,接收器平移1mm,故手每一小格为0.01mm,可估到0.001mm。
参考资料:http://www.21blog.com/user1/lynnwl/archives/2006/1308.html
7. 在实验室测量平均速度的实验中 , 使用的主要测量工具是什么和什么
在实验室测量平均速度的实验中 , 使用的主要测量工具是米尺和秒表。
米尺测量物体运动的距离,秒表用来测量时间。
平均速度为运动的距离除以所需时间。
一般情况下采用的方法一是单位时间内的物体运动的距离;二是物体运动固定距离所需的时间。
8. 在实验中通常用什么方法测量速度
答案: 解析: 用打点计时器在纸带上打点的方法或光电计时装置.
9. 测量粒子速度的实验有哪些
1)如果是带电粒子的话,可以参考电子的测量:利用过饱和蒸汽,当电子在其中运动过去时,会电离周围的水蒸气,使得在运动轨迹上产生一系列气泡,通过闪光记录下气泡,即得到电子的运动轨迹。另外在云室中加磁场,电子会在其中偏转,从而可以从偏转半径测得电子的动量(速度)
2)如果粒子(颗粒)能被高速摄影仪光学捕捉到的话,可以短时间间隔拍摄两张粒子图像,然后通过粒子在图像上的位移和拍摄时间间隔来确定粒子的速度。比较成熟的技术是PIV。
10. 如何测量光的速度
激光测速法
1970年美国国家标准局和美国国立物理实验室最先运用激光测定光速,这个方法的原理是同时测定激光的波长和频率来确定光速(c=vλ),由于激光的频率和波长的测量精确度已大大提高,所以用激光测速法的测量精度可达十的负九次方,比以前已有最精密的实验方法提高精度约100倍。
除了以上介绍的几种测量光速的方法外,还有许多十分精确的测定光速的方法。
根据1975年第十五届国际计量大会的决议,现代真空中光速的准确值是:c=299792.458km/s。
(10)测量速度的实验方法有哪些扩展阅读:
介质对光速的影响:
光在不同介质中的速度不同,由于光是电磁波,因此光速也就依赖于介质的介电常数和磁导率。在各向同性的静止介质中,光速是一个小于真空光速c的定值。
如果介质以一定的速度运动,则一般求光速的方法是先建立一个随动参考系,其中的光速是静止介质中的光速,然后通过参考系变换得到运动介质中的光速;或者可以直接用相对论速度叠加公式去求运动介质中的光速。
光和声虽然都具有波动性质,但两者波速的算法是完全不同的。以声音实验为例:空气对地面静止,第1次我们不动测得我们发出的声音1秒钟前进了300米。
第二次我们1秒钟匀速后退1米,测得声音距我们301米,得到结论:两次声音相对地面速度不变,相对我们,第一次300米/秒;第2次301米/秒。在牵涉到的速度远小于光速的情况下,声速满足线性叠加。