用氣墊導(dǎo)軌測量速度與加速度

1、用氣墊導(dǎo)軌測量速度與加速度第1頁，共13頁。【實驗?zāi)康摹?.學(xué)習(xí)氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字毫秒計的正確使用。2.掌握在氣墊導(dǎo)軌上測量速度和加速度的方法。3.研究力、質(zhì)量和加速度之間的關(guān)系?！緦嶒瀮x器】氣墊導(dǎo)軌及附件 通用電腦計時器 氣源 墊塊第2頁，共13頁?！緦嶒炘怼?將已經(jīng)調(diào)平的氣墊導(dǎo)軌的一端墊上一個厚度為h的墊塊，就得到了一個比較理想的光滑斜面?；瑝K在傾斜導(dǎo)軌上的運動可視為勻變速直線運動（忽略了摩擦力和空氣阻力）。1.速度的測量物體作直線運動時，其瞬時速度的定義為： （41） 由于滑塊上用來測量速度的擋光片總有一定寬度，所以當(dāng)滑塊不是作勻速運動時，我們不能按（41）式來測量出滑塊的瞬時速度，只能得

2、到滑塊在一段時間內(nèi)的平均速度： （42） 并以平均速度來代替瞬時速度。式中 是滑塊上擋光片的擋光距離。xvtx0limtxdxvtdt 第3頁，共13頁。加速度的測量:在氣墊導(dǎo)軌上測量加速度依據(jù)的是勻變速直線運動的基本公式： (43) （44） （45） （46）其中 和 分別為 和 時刻滑塊的瞬時速度，為滑塊在 時間內(nèi)的運動距離，即兩個光電門之間的距離， 為滑塊的加速度： （ 47）式中 時重力加速度， 是導(dǎo)軌下端單支腳到雙支腳連線的垂直距離。.sin.haggL0vvat0vvat2202vvasasvva2202a0vvstotttgL第4頁，共13頁。實驗內(nèi)容1.接通光電計時系統(tǒng)，計時

3、器功能選擇在S2位置。2.接通氣源，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌呈水平狀態(tài)。 先用靜態(tài)調(diào)節(jié)法使導(dǎo)軌基本水平，然后從導(dǎo)軌一端給滑塊一定的初速度（推一下滑塊）,用動態(tài)調(diào)節(jié)法使導(dǎo)軌處于水平狀態(tài)。3.測量速度和加速度。第5頁，共13頁。【儀器用具】【儀器用具】 氣墊導(dǎo)軌、大小滑塊、光電門、墊塊、毫秒計、電子天平、游標(biāo)卡尺、氣墊導(dǎo)軌、大小滑塊、光電門、墊塊、毫秒計、電子天平、游標(biāo)卡尺、刻度尺刻度尺滑塊滑塊光電門光電門毫秒計毫秒計 氣墊導(dǎo)軌氣墊導(dǎo)軌墊塊墊塊返回第6頁，共13頁。 氣墊導(dǎo)軌是利用氣源將壓縮空氣吹入導(dǎo)軌管腔，再由導(dǎo)軌表面上的小孔噴出氣流，在導(dǎo)軌與滑塊之間形成很薄的氣膜將滑塊浮起，使滑塊能在導(dǎo)軌上作近似無阻力的直線

4、運動，使實驗結(jié)果更接近理論值。 導(dǎo)軌工作面和滑塊內(nèi)表面有較好的光潔度，且二者精密吻合。使用前要用酒精擦拭干凈。使用時要先通氣，再把滑塊放入氣墊導(dǎo)軌上。嚴(yán)禁在未通氣前就將滑塊放在導(dǎo)軌工作面上滑動，以免擦傷導(dǎo)軌表面。使用完畢后，應(yīng)先取下滑塊，然后再關(guān)閉氣源，注意不要用硬物碰傷導(dǎo)軌和滑塊的工作面。第7頁，共13頁。1- 測量頻率輸入口 2- 顯示屏 3- 功能轉(zhuǎn)換指示燈 4- 測量單位指示燈 5- 功能選擇復(fù)位鍵 6- 數(shù)值轉(zhuǎn)換鍵 7- 取數(shù)鍵 8- 電磁鐵 圖為MUJ6B電腦通用毫秒計前面板示意圖。第8頁，共13頁。 1- P1光電門插口（外側(cè)兼電磁鐵插口） 2- P2光電門插口 3- 頻標(biāo)輸出插

5、口 4-電源開關(guān) 5- 電源線。 圖為MUJ6B電腦通用毫秒計后面板示意圖。第9頁，共13頁。 功能轉(zhuǎn)換鍵：用于功能的選擇及對顯示數(shù)據(jù)的取消或復(fù)位。先清零復(fù)位，后轉(zhuǎn)換功能。 數(shù)值轉(zhuǎn)換鍵：用于擋光片寬度設(shè)定及測量單位的轉(zhuǎn)換。每次開機時，擋光片寬度自動設(shè)定為 1.0cm 時間自動設(shè)定為10個周期。當(dāng)所用擋光片寬度與設(shè)定的擋光片寬度數(shù)值不相符時，可重新設(shè)定。在已存入實驗數(shù)據(jù)的情況下，按住數(shù)值轉(zhuǎn)換鍵不放，就可重新選擇所需要的擋光片寬度，否則速度和加速度的數(shù)值將是錯誤的。新設(shè)定的數(shù)值將保留到關(guān)閉電源為止。 數(shù)值提取鍵：做完實驗后，數(shù)據(jù)自動存入該鍵。當(dāng)存儲滿后，實驗數(shù)據(jù)不再存入，可用此鍵提出前幾次實驗值。

6、取完數(shù)據(jù)后，可用功能復(fù)位健改變實驗功能及改變擋光片設(shè)定寬度的方法實現(xiàn)復(fù)位清零。第10頁，共13頁。功能測量1.計時(s):測量P1或P2兩次擋光時間間隔及滑塊通過兩光電門的速度。(1)連接好光電門，功能設(shè)定在計時狀態(tài)。 (2)讓帶有U型擋光片的滑塊通過光電門，即可顯示需要測量數(shù)據(jù)。2加速度(a)：測量滑決通過每個光電門的速度和通過相鄰光電門的時間或這段路程的加速度。 (1)功能設(shè)定在加速度狀態(tài)。 (2)在使用兩個光電門的情況下，讓帶U型檔光片的滑塊通過光電門，計數(shù)器將循環(huán)顯示下列數(shù)據(jù)： 1 第一個光電門； 第一個光電門測量值； 2 第二個光電門； 第二個光電門測量值； 12 第一至第二光電門；

7、 第一至第二光電門測量值 第11頁，共13頁。 3碰撞（S）：將P和P各接一只光電門。 （1）設(shè)定碰撞功能。 （2）使兩只帶U型檔光片的滑塊相撞，計數(shù)器將顯示下列數(shù)據(jù)： P1.1 P口光電門第一次通過； P口光電門第一次測量數(shù)據(jù); P1.2 P口光電門第二次通過； P口光電門第二次測量數(shù)據(jù); P2.1 P口光電門第一次通過； P口光電門第一次測量數(shù)據(jù); P2.2 P口光電門第二次通過； P口光電門第二次測量數(shù)據(jù)。 注意：未被擋光的那一次將被省略。12211112222第12頁，共13頁。 4周期（T）：測量簡諧運動1100周期的時間。 （1）設(shè)定周期功能。 （2）按住應(yīng)數(shù)值轉(zhuǎn)換鍵，確定所需周期數(shù)。