氣墊導軌阻尼常數(shù)的測量實驗報告

1、二級物理實研（下）綜合報告2010/06/17 氣墊導軌阻尼常數(shù)的測量實驗報告姓名：譚偉 學號：2008213481 院系：物理學院一、 實驗?zāi)康?、 掌握氣墊導軌阻尼常數(shù)的測量方法，測量氣墊導軌的阻尼常數(shù)；2、 學習消除系統(tǒng)誤差的試驗方法;3、 通過實驗過程及結(jié)果分析影響阻尼常數(shù)的因數(shù)，掌握阻尼常數(shù)的物理意義。二、 實驗儀器氣墊導軌、滑塊2個、擋光片、光電門一對、數(shù)字毫秒計數(shù)器、墊塊、物理天平、游標卡尺.三、 實驗原理1、含傾角誤差 如圖3，質(zhì)量為m的滑塊在傾角為的氣墊導軌上滑動。由氣體的摩擦理論可知，滑塊會受到空氣對它的阻力，當速度不太大時，該力正比于速度v，即。滑塊的受力示意圖如圖所示，

2、據(jù)牛頓第二定律有 （1）設(shè)滑塊經(jīng)過k1和k2時的速度分別為v1和v2，經(jīng)歷的時間為t1，k1、k2之間的距離為s. 由以上關(guān)系易得 （2） 即： （= ） （3） 圖12、不含傾角誤差 為了消除b中的傾角，可再增加一個同樣的方程，即讓滑塊在從k2返回到k1，對應(yīng)的速度分別為v3和v4，經(jīng)過時間t2返回過程受力圖如圖2 f=bv v 圖2 同樣由牛頓二定律有： （4） 由始末條件 可解得： （5）由（2）式和（5）式可得： （6）四、 實驗步驟1、打開電源，用抹布擦凈氣墊導軌，并連接好光電門與數(shù)字毫秒計數(shù)器；2、調(diào)節(jié)水平。將一滑塊在導軌上由靜止釋放，若滑塊任靜止，則導軌水平，否則則要調(diào)節(jié)調(diào)平螺母

3、，使其水平；3、調(diào)平后，選擇一厚為h的墊塊將導軌一端墊起，將兩光電門固定在導軌上相距為s處，并選擇數(shù)字毫秒計數(shù)器的記速功能；4、將質(zhì)量為m1的滑塊從k1上方的某一位置釋放，記下滑塊次經(jīng)過個光電門的速度v1、v2、v3、v4；5、將數(shù)字毫秒計數(shù)器選擇為計時功能，將質(zhì)量為m1的滑塊從4中的同一高度釋放，使其下滑在反彈回來，并記下計時器的讀數(shù)t1、t2:；6、換另一質(zhì)量為m2的滑塊，重復步驟4、5；7、用游標卡尺測出點快的高度h，用物理天平測兩滑塊的質(zhì)量m1和m2。五、 實驗數(shù)據(jù)記錄及處理V（cm/s）V（cm/s）t1(ms)V3（cm/s）V4（cm/s）t2(ms)第1次37.6851.441

4、121.9250.0034.381180.85第2次37.6651.411121.5150.0534.321181.03第3次37.5951.361122.8750.0834.461181.08平均值37.6451.401122.8050.0434.381180.97滑塊一： m=241.59g h=1.445cm l=114cm s=50cm代入公式（3）和（6）得： 滑塊二：m=186.36g h=1.445cm l=114cm s=50cmV1（cm/s）V2（cm/s）t1(ms)V3（cm/s）V4（cm/s）t2 (ms)第1次36.1549.311147.5246.6829.32

5、1271.45第2次36.1149.481152.4746.9729.741276.81第3次36.1049.431152.5646.9929.781272.52平均值36.1249.401150.8546.8829.611273.66代入公式（3）和（6）得： 六、 相對誤差及分析 兩種測量方法產(chǎn)生的相對誤差為： 含傾角時由于很難測而且不易測準，所以會產(chǎn)生較大的相對誤差，采用復測法測得的值相對較精確。七、 實驗分析討論1、實驗前一定要將導軌調(diào)至水平狀態(tài)，且確保導軌處于干凈通氣狀態(tài)，對同一個滑塊要保證每次釋放時在同一高度；2、滑塊在導軌上運動時，雖然沒有滑動摩擦阻力，但要受到粘性內(nèi)摩擦阻力的作用，從而對滑塊的運動產(chǎn)生一定的影響，造成附加的速度損失，從而影響實驗結(jié)果。3、復側(cè)法可以通過解方程消去難測量