氣墊導(dǎo)軌阻尼常數(shù)的測量

1、氣墊導(dǎo)軌阻尼常數(shù)的測量實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握氣墊導(dǎo)軌阻尼常數(shù)的測量方法，測量氣墊導(dǎo)軌的阻尼常數(shù)；2、學(xué)習(xí)消除系統(tǒng)誤差的試驗(yàn)方法；3、通過實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)儀器氣墊導(dǎo)軌、滑塊2個(gè)、擋光片、光電門一對(duì)、數(shù)字毫秒計(jì)數(shù)器、 墊塊、物理天平、游標(biāo)卡尺.三、實(shí)驗(yàn)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(dǎo)軌上滑動(dòng)。由氣體的摩擦理論可知，滑塊會(huì)受到空氣對(duì)它的阻力，當(dāng)速度不太大時(shí)， 該力正比于速度v,即f bv?；瑝K的受力示意圖如圖所示，據(jù)牛頓 第二定律有ma mg sin bv（1）設(shè)滑塊經(jīng)過k1和k2時(shí)的速度分別為v1和v2，經(jīng)歷的時(shí)

2、間為t1， k1、k2之間的距離為s.由以上關(guān)系易得丄.bsv2 v1 gt1 sin即：b m(w 也 Sisin )(sin = h )sl(3)光電門他光電門K圖12、不含傾角誤差為了消除b中的傾角，可再增加一個(gè)同樣的方程，即讓滑塊在 從k2返回到k1，對(duì)應(yīng)的速度分別為v3和v4，經(jīng)過時(shí)間t2返回過 程受力圖如圖2f=bv mg sinv圖2同樣由牛頓二定律有：mg sinbv ma（4）由始末條件 可解得：v4 v3 gt2s in竺m（5）由（2）式和（5）式可得： b mtl（v3 V4）t2（V2 Vl）（6）s（ti t2）四、實(shí)驗(yàn)步驟1、打開電源，用抹布擦凈氣墊導(dǎo)軌，并連接好

3、光電門與數(shù)字毫 秒計(jì)數(shù)器;2、調(diào)節(jié)水平。將一滑塊在導(dǎo)軌上由靜止釋放，若滑塊任靜止，則 導(dǎo)軌水平，否則則要調(diào)節(jié)調(diào)平螺母，使其水平；3、調(diào)平后，選擇一厚為h的墊塊將導(dǎo)軌一端墊起，將兩光電門固 定在導(dǎo)軌上相距為s處，并選擇數(shù)字毫秒計(jì)數(shù)器的記速功能；4、 將質(zhì)量為ml的滑塊從k1上方的某一位置釋放，記下滑塊次 經(jīng)過個(gè)光電門的速度v1、v2、v3、v4 ；5、 將數(shù)字毫秒計(jì)數(shù)器選擇為計(jì)時(shí)功能， 將質(zhì)量為ml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(jì)時(shí)器的讀 數(shù) t1、t2:；6、換另一質(zhì)量為m2的滑塊，重復(fù)步驟4、5 ；7、用游標(biāo)卡尺測出點(diǎn)快的高度 h，用物理天平測兩滑塊的質(zhì)量 ml 和

4、 m2。五、實(shí)驗(yàn)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37.6851.441121.9250.0034.381180.85第37.6651.411121.5150.0534.321181.032次第3次37.5951.361122.8750.0834.461181.08平均值37.6451.401122.8050.0434.381180.97滑塊一： m=241.59gh=1.445cml=114cms=50cm代入公式（3）和（6）得:bi37.25 10 (N ?s)/m'3b17.68 10 (N ?s

5、)/mV1(cm/s )V2(cm/s )t1(ms)V3(cm/s )V4(cm/s )t2 (ms)第1次36.1549.311147.5246.6829.321271.45第2次36.1149.481152.4746.9729.741276.81第336.1049.431152.5646.9929.781272.52滑塊二：m=186.36gh=1.445cml=114cm s=50cm次平均值36.1249.401150.8546.8829.611273.66代入公式(3)和(6)得：b 23.49 1O(N?s)/mb24.35 10 3(N ?s)/m六、相對(duì)誤差及分析I兩種測量方法產(chǎn)生的相對(duì)誤差為：！100% 5.59%biI2100% 19.77%b2含傾角時(shí)由于 很難測而且不易測準(zhǔn)，所以會(huì)產(chǎn)生較大的相對(duì) 誤差，采用復(fù)測法測得的值相對(duì)較精確。七、實(shí)驗(yàn)分析討論1、實(shí)驗(yàn)前一定要將導(dǎo)軌調(diào)至水平狀態(tài)，且確保導(dǎo)軌處于干凈通氣 狀態(tài)，對(duì)同一個(gè)滑塊要保證每次釋放時(shí)在同一高度；2、滑塊在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)，雖然沒有滑動(dòng)摩擦阻力，但要受到粘性摩擦阻力的作用，從而對(duì)滑塊的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一定的影響，造成附加的速度損失，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3、 復(fù)側(cè)法可