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補照片的最高境界,純手工繪畫(

1.研究動機

  天平是學生在學習力學知識時必須的研究器材、而有時我們需要利用天平對一些物體的品質進行精密測量。有時也要測量一些品質極小的物體。然而由於器材的限制,有時我們無法完成任務。為了更好地進行物理實驗內容的學習,我便自行設計了一臺測微天平。

  2.研究設備、工具與器材

  研究所使用的工具:遊標卡尺,測角儀,刀具

  研究所使用的器材:木塊若干、玻璃片、刀片、鋼針、砝碼、齒輪、滑輪、細線、小燒杯、機油、重錘、粘接劑。

  3.研究過程與方法

  對於一個測微天平來說,最大的問題在於如何將極小的帶測量放大致可讀取的數值。這需要一種對很小的變化也有極敏銳反應的測量器材。為達到這一目的,我選擇了一個對傾斜角有極好反應的水準擺傾斜儀。如圖(1)。這個儀器能觀測百分之一秒的傾斜角度。

  附:水準擺傾斜儀原理:

  A杆的一端附有重錘M。這個擺在旋轉軸00’的周圍內擺動。旋轉軸與垂直線成的傾斜角i。如i很小,M大致在水平面運動。且i越小,M擺的震動週期越大。

  當底盤傾斜時。M的靜止位置就會移動。其移動量和盤的傾角成正比。和擺週期的平方成正比。

  配合測微儀的工作原理,天平應對重物的品質有成比例的傾角變化。由此,我想到將天平的中心下降到轉軸下方。使其在傾斜時產生一個力矩與天平一端微小量所產生的力矩平衡。從而測定其大小。上述想法我通過在天平的正下方安置一個可上下調節的小重錘來完成。通過重錘的上下調節,即改變了量又改變了其敏感度,至於微量量程以外的品質可通過遊碼來調節平衡。考慮到測微天平不易平動操作。所以建議採用齒輪與滑輪組來遠程操作,避開工作區。建立尺規以進行粗調。在中心處插一根鋼針並將其浸入機油,增加天平的擺動阻尼。

  天平的結構框架確定後,就是繁雜的砝與傾斜儀的制定工作了。

  4.研究結果

  標定工作基本順利,除了遊碼的調節略嫌粗糙外,基本已投入使用。

  5.討論

  1)實驗中使用刀片與玻璃片作為支架以減小摩擦。

  2)為節省空間,將調節重錘與阻尼片合併。

  3)調節遊碼時要單方向調節,消除齒輪的空程。

  4)將水準擺的位移值轉化為品質,直接讀數。

  5)避免空氣影響,需要玻璃防風罩。

  6.結論

  通過實驗設計,用理論與實際相結合的方法,製成了一個簡便的側微儀,結構簡單,手動性很強,已投入使用,效果很好
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