摘要:一、各類儀器儀表使用方法簡單呈現;二、各類儀器儀表測量的物理量;三、組合各類儀器儀表能測出哪些物理量;四、思維變換非常規(guī)的測量。
關鍵詞:實驗器材 使用測量 奇妙組合
獲取物理學知識的基本方法是觀察和實驗,而實驗是離不開測量工具的使用?v觀整個初中物理共有測量儀器儀表16類,各有作用和不同的使用方法,當然也有共同點和組合使用時的奇妙之處!
一、各類儀器一覽
A.刻度尺
構造:有刻度的尺子。
使用方法:刻度尺是測量物體長度的工具,刻度尺的分度值一般為1mm?潭瘸邷y量長度是物理實驗的基本技能,也是其他測量儀器正確讀數的基礎。
(1)正確使用刻度尺
①使用前:做到三看,即首先看刻度尺的零刻度是否磨損,如已磨損則應重選一個刻度值作為測量的起點。
其次看刻度尺的測量范圍(即量程)。原則上測長度要求一次測量,如果測量范圍小于實際長度,勢必要移動刻度尺測量若干次,則會產生較大的誤差。
最后應看刻度尺的最小刻度值。最小刻度代表的長度值不僅反映了刻度尺不同的準確程度,而且還涉及到測量結果的有效性。量程和最小刻度值應從實際測量要求出發(fā)兼顧選擇。
②使用時:使用時應注意正確放置和正確觀察。
正確放置的關鍵是做到:尺邊對齊被測對象,必須放正重合,不能歪斜;尺的刻面必須緊貼被測對象,不能“懸空”。
正確觀察的關鍵是視線在終端刻度線的正前方,視線與刻面垂直,看清大格及小格數。
(2)正確記錄測量結果
一般情況下應估讀到最小刻度值的下一位。如學生用三角尺最小刻度是mm,用它測量長2cm的長度,若正好對準在刻度線上時,正確記錄應為2.00cm,其中2.0cm是尺面準確讀出的數,由于無估讀數,需在毫米的10分位上加“0”。
注意:記錄測量結果時必須寫上相應的單位。
(3)長度單位的換算
應掌握km、m、dm、cm、mm、μm六種單位間的換算。其中km→m→mm→μm每一級都是千進位;m→dm→cm→mm每一級都是十進位。換算的正確寫法應該是:換算數字乘以進位比例帶進位后的單位。
(4)正確認識誤差
①誤差產生的原因來自于測量儀器的準確程度、實驗原理的局限性、環(huán)境與人為的客觀因素等。因此,任何測量中的誤差是不可避免的。只能努力設法減小誤差,不可能消除誤差。誤差與錯誤不同,錯誤是由于方法不當、人為主觀因素(讀錯、記錯等)造成的,因此在實驗中錯誤應該避免也能夠避免。
②減小誤差的途徑:選用準確度較高的測量儀器,改進實驗方法,熟練實驗技能等。在一般實驗中,減小誤差的有效途徑是取多次測量的平均值(這種方法對偶然誤差的減小有效)。
B.鐘表(停表,機械表,擺鐘)
使用方法:使用時注意校零,復位即可!由于在小學就對此有比較深入的了解,在這里就不予詳細述說。
C.天平(磅秤,電子臺秤,桿秤)
構造:底座 橫梁 標尺 刀口 游碼 分度盤 指針 平衡螺母 砝碼 鑷子 銘牌
使用方法:天平放置要水平,游碼位“0”再調平,天平平衡勿移動,兩盤對調不可行。提取砝碼用鑷子,物左碼右兩盤分,移動游碼看指針,指針指0示平衡。示數包含兩項值,兩值相加便完成。天平的使用就在于此。
D.量筒 量杯
使用方法:
1.不能用量筒配制溶液或進行化學反應。
2.不能加熱,也不能盛裝熱溶液以免炸裂
3.量取液體時應在室溫下進行。
4.讀數時,視線應與液體凹面的最低點水平相切。
5.量取已知體積的液體,應選擇比已知體積稍大的量筒,否則會造成誤差過大。如量取15mL的液體,應選用容量為20mL的量筒,不能選用容量為50mL或100mL的量筒。
E.溫度計體溫表
使用方法:
1.使用溫度計前要先估計被測物體的溫度,選擇適當的溫度計,測量前要看清溫度計的量程和分度值。這樣才能正確讀出所測量的溫度,并且不會損壞溫度計。
2.測量時,溫度計的液體泡不能與容器器壁、容器底部接觸,液體泡要完全浸沒在被測液體中。
3.待溫度計的液柱穩(wěn)定后讀數。
4.讀數時眼睛要平視。
5.讀數時,溫度計不能離開被測物體讀數。
6.體溫表略有不同,即使用前要甩幾下,要消毒,可以拿出讀數。
F.電壓表
使用方法:
(1)電壓表要和被測的用電器并聯(lián)。
(2)“+”、“-”接線柱的連接方法要正確。
(3)所用量程的最大測量值必須大于被測電路兩端的電壓。
(4)正確讀取電壓表的示數。
在讀取電壓表的示數時,要先確認電壓表選用的是哪個量程,然后根據量程確認刻度盤上每個大格和每個小格表示的電壓值,最后看清測量時表針停在哪個大格、哪個小格上,根據指針位置讀出所指示的電壓值。
G.電流表
使用方法:
1.電流表要串聯(lián)在電路中。
2.正負接線柱的接法要正確:電流從正接線柱流入,從負接線柱流出。
3.被測電流不要超過電流表的量程。
4.絕對不允許不經過用電器而把電流表直接連到電源的兩極上。
H.彈簧測力計(彈簧磅秤)
使用方法:
1.觀察量程和分度值。
2.檢查彈簧是否損壞并調零。
3.用力的方向要沿著彈簧的軸線。
4.所測的力不能超過彈簧測力計的量程。
I.U形壓強計
使用方法:
1.使用前注意調節(jié)U形壓強計的液面到平衡位置。
2.讀數時視線相平。
3.證明液體中存在壓強的實驗時,要注意金屬盒,橡皮膜的氣密性。
J.電能表
使用注意事項:
單相電能表的主要技術參數中有一項是這樣表述的:“電壓范圍為220V(±30%):表示電壓在220V×(1-30%)=154V和220V×(1+30%)=286V之間,電表能夠正常工作!
這就是說如果使用電壓小于154v,就不能正常測量了,如果使用電壓在154V~286V之間,則可以正常測量。
在一般情況下的電能表使用時,都可以正常測量的,如果超出了電能表額定電壓的使用范圍,則用電器已經無法正常工作,也無需電能表來計量了。
K.測電筆
使用方法:一定要注意到使用時手要接觸到筆尾金屬體。
L.水平儀
M.汞氣壓計無液氣壓計
N.分貝儀
O.量角器
P.數顯硬度計
上面這幾種就不予細說。
現在我們來觀察和發(fā)現這些器材的使用方法,進行一下合理的總結我們會發(fā)現:
儀器的使用方法總結起來說:可以歸納為六個字。
會“估”無論測量哪個物理量,首先我們自己要對這個被測量要有個初步的估測,也就是說最起碼得知道一個范圍,如測電流,我們如果知道個范圍就可以減少試觸的過程。而測溫度,電壓等更需要正確的估計。
會“選”在正確估的基礎上,我們才好選擇合適的器材,從而避免了一些不必要的步驟和損壞器材的可能,如測開水的溫度,我們就不能選體溫計。如測鉛球的質量就不會選天平,而要選電子臺秤。
會“放”選好了器材,之后就是要放置了,如天平,量筒,壓強計就要放在水平桌面上;而如刻度尺就要沿被測物體的邊緣放置。
會“測”放好之后自然就是測量了,而不同的儀器略有不同的測量方法和一些注意事項,如電流表要校零、串聯(lián),要注意正負接線柱;電壓表要校零、并聯(lián),要注意正負接線柱;彈簧測力計要校零,彈簧的伸長方向要和被測力的方向在一條直線上。
會“讀”正確的聯(lián)接和測量之后就是讀數,基本上所有的儀器在讀數時都要注意一下視線要和刻度線相平,或者說和液面相平如量筒。
會“記”記錄數據時一般要有估計值和準確值,當然一定要注意單位。
在學習了這些測量儀器的基礎上,最重要的是這些儀器能有什么樣的用途和一些奇妙的作用。
常規(guī)的應用:
選A.刻度尺我們可測出長度,面積,體積,高度,深度,振幅。
選B.鐘表(停表,機械表,擺鐘)我們可以測出時間,周期,頻率。
選C.天平(磅秤,電子臺秤,桿秤)可以測出固體,液體質量。
選D.量筒 量杯可以測出液體體積,固體體積。
選E.溫度計體溫表可以測出溫度,吸熱多少。
選F.電壓表可以測出電源電壓研究串并聯(lián)電路的電壓特點。
選G.電流表可以測出電流,研究出串并聯(lián)電路的電流特點。
選H.彈簧測力計(彈簧磅秤)可以測出力的大小如重力,浮力,拉力。
選I.U形壓強計、M.汞氣壓計 無液氣壓計可以測出液體的壓強,氣體的壓強大氣壓的值。
選J.電能表可以測出使用了多少電能。
選K.測電筆可以測出哪個是零線,哪根是火線。
選L.水平儀可以測出平面是否水平,也可以測出墻是否豎直。
選N.分貝儀可以測出響度的大小。
選O.量角器可以測出角度的大小,研究光的反射定律,折射定律,力臂作圖。
選P.數顯硬度計可以測出硬度。
上述這些只是最基本的應用,而這些儀器儀表簡單組合就可以測出很多的物理量:
如:
選A.刻度尺和B.鐘表我們可以測出速度,聲速。
選C.天平(磅秤,電子臺秤,桿秤)和D.量筒 量杯我們可以測出密度。
選C.天平(磅秤,電子臺秤,桿秤)可以測出比熱容。
選F.電壓表和G.電流表我們可以研究歐姆定律,測出電功率,發(fā)熱功率,伏安法測電阻。
選A.刻度尺和選C.天平(磅秤,電子臺秤,桿秤)和H.彈簧測力計(彈簧磅秤)可以測出固體壓強,研究重力和質量的關系,測出機械效率,研究出提高機械效率的方法
選B.鐘表(停表,機械表,擺鐘)和選J.電能表可以測出電功率。
可以看出組合時可以測出更多的物理量,如果我們進行深入的思考我們還會發(fā)現,有很多的儀器儀表可以有很不尋常的用途如:
如我們可以只用天平不用量筒也可以測出密度具體方法為:
1.天平測小石頭的密度:
步驟為:
(1)天平測出小石頭的質量記為m;
(2)找到一個可以直立于水中的試管,測出質量為;
(3)在一大容器中倒入適量的水,再把小石頭放入一可以直立于水中的試管中,當其漂浮時記下其位置,并作一記號;
(4)取出石頭,再把試管放入大容器中,并在試管中倒入適量的水,使其再次漂浮時恰好在記號處;
(5)再測出試管和其中水的總質量記為;
(6)則可計算出。
2.天平可以測出牛奶的密度:
步驟為:
(1)取一合適的無刻度的容器,測出其質量記為m;
(2)倒?jié)M水測出其質量,記為;
(3)水倒出,擦凈倒?jié)M牛奶,測出質量記為
(4)可計算出。
上述只是這些實驗器材的一些小小妙用,起到拋磚引玉的作用,如果我們勤于動腦,變換思維,我們就能發(fā)現更多的奇思妙想。讓我們思考吧!
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