磁懸浮動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

關(guān)于磁懸浮動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)第1頁，共19頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)14分，星期五【實(shí)驗(yàn)儀器】DHSY-1磁懸浮動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀1套磁懸浮小車3輛，參考質(zhì)量分別為：466g、463g、468g。測(cè)試架（含2光電門）2臺(tái)，可在導(dǎo)軌上移動(dòng)，輕易不能取下，但固定螺帽可擰出。HZDH磁懸浮導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)智能測(cè)試儀DHSY-1普通電源線1根，2米卷尺1把，水泡3只。1.手柄2.光電門Ⅰ3.磁浮滑塊4.光電門Ⅱ5.導(dǎo)軌6.標(biāo)尺7.角度尺8.基板9計(jì)時(shí)器第2頁，共19頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)14分，星期五HZDH磁懸浮導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)智能測(cè)試儀DHSY-1“功能”置于“加速度”第3頁，共19頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)14分，星期五【實(shí)驗(yàn)原理】一、瞬時(shí)速度的測(cè)量二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究第4頁，共19頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)14分，星期五測(cè)量量1、作圖線：2、作圖線：3、作圖線：第5頁，共19頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)14分，星期五三、水平狀態(tài)下磁懸浮小車阻力加速度的測(cè)量四、導(dǎo)軌傾斜時(shí)，斜面傾角、速度、加速度關(guān)系的測(cè)試G1、動(dòng)摩擦加速度與斜面傾角的關(guān)系：2、考察外力與阻力的關(guān)系：第6頁，共19頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)14分，星期五五、重力加速度的測(cè)定及消減導(dǎo)軌中系統(tǒng)誤差的方法1、重力加速度的測(cè)定：2、重力加速度的修正：已修正測(cè)量結(jié)果=測(cè)得值（或其平均值）-已定系差……第7頁，共19頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)14分，星期五【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】一、學(xué)習(xí)導(dǎo)軌的水平調(diào)整，熟悉磁懸導(dǎo)軌和智能速度加速度測(cè)試儀的調(diào)整和使用二、勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究：1、檢查測(cè)試儀的測(cè)試準(zhǔn)備（1）檢查測(cè)試儀中數(shù)字顯示的參數(shù)值是否與光電門檔光片的間距參數(shù)相符，否則必須加以修正。（2）檢查“功能”是否置于“加速度”。2、明確本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容研究的內(nèi)容，需要測(cè)量的數(shù)據(jù)。3、將斜面傾角調(diào)為θ=20~30;p0=20cm，按下表要求，每次將小車從同一位置靜止釋放，將測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)入表格一第8頁，共19頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)14分，星期五三、水平狀態(tài)下磁懸浮小車阻力加速度的測(cè)量1、調(diào)整導(dǎo)軌水平；2、將兩個(gè)光電門放置在合適的位置上，兩個(gè)光電門的距離可以是任意的，但應(yīng)大于50cm；3、設(shè)置測(cè)試儀為加速度工作模式，并按“開始”按鈕；4、將磁懸浮小車放入第一光電門左側(cè)的導(dǎo)軌中，用手輕推一下小車，讓其以一定的初速度從左向右運(yùn)動(dòng)經(jīng)過第二光電門，測(cè)量并記錄小車阻力加速度；計(jì)入表格二5、用不同的力度和初速度重復(fù)多次，測(cè)出阻力加速度；6、比較每次測(cè)量的結(jié)果，參看有何規(guī)律，計(jì)算阻力加速度的平均值。水平狀態(tài)下磁懸浮小車阻力加速度的測(cè)量四、研究動(dòng)摩擦加速度af與斜面傾角θ之間的關(guān)系、重力加速度的測(cè)量及驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)改變斜面傾角，多次測(cè)量各個(gè)傾角時(shí)滑塊的加速度計(jì)入表格三第9頁，共19頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)14分，星期五表格1：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究θ=20;p0=20cmp1=40cmipiΔxi(cm)v0(cm/s)vi(cm/s)Δti(ms)Δti(100ms)Δxi/Δti(cm/s)(vi)2ai14020

25030

36040

47050

58060

69070

710080

8110100

表格一勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究分別作出；；圖線。若所得均為直線，則表明滑塊作勻變速直線運(yùn)動(dòng)，由直線斜率與截距求出與

，將與上列數(shù)據(jù)表中比較，并加以分析和討論【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格與處理要求】第10頁，共19頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)14分，星期五導(dǎo)軌調(diào)水平后，任意給小車一個(gè)初速度使之依次通過光電門1和2，測(cè)得的數(shù)據(jù)值表格二水平狀態(tài)下磁懸浮小車阻力加速度的測(cè)量iV1（cm/s）V2（cm/s）af(cm/S2)平均值af(cm/S2)1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

結(jié)論：由表格二，得出導(dǎo)軌水平放置時(shí)，小車以一定初速度經(jīng)過導(dǎo)軌求得的摩擦力加速度的平均值為cm/S2，方向與小車運(yùn)動(dòng)方向相反。表格二水平狀態(tài)下磁懸浮小車阻力加速度的測(cè)量第11頁，共19頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)14分，星期五表格3測(cè)量動(dòng)摩擦加速度af與斜面傾角θ之間的關(guān)系、重力加速度的測(cè)量及驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)改變斜面傾角，多次測(cè)量各個(gè)傾角時(shí)滑塊的加速度，計(jì)入表格2：

123

45678

1

1.3

1.5

1.8

2

2.5

3

表格三

測(cè)量動(dòng)摩擦加速度af與斜面傾角θ之間的關(guān)系、重力加速度的測(cè)量及驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)第12頁，共19頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)14分，星期五表格四研究動(dòng)摩擦加速度af與斜面傾角θ之間的關(guān)系及驗(yàn)證牛頓第二定律iθi（度）sinθigsinθiaiafi=ai-gsinθi平均值af(cm/S2)F=mgsinθi-maf注：表中數(shù)據(jù)由表格3所得1000

m=kg210.01744417.09469

31.30.02267622.22232

41.50.02616425.64041

51.80.03139530.76694

620.03488234.18418

72.50.04359742.72534

830.05230951.26326

結(jié)論：根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可以作afi~

θi曲線，得出在一定角度范圍內(nèi)，動(dòng)摩擦加速度近似相等，所以可以取的平均值作為小角度時(shí)的動(dòng)摩擦加速度af，根據(jù)上表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作曲線，并給出實(shí)驗(yàn)結(jié)論根據(jù)上表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作曲線，并給出實(shí)驗(yàn)結(jié)論根據(jù)表格三的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按下表要求，填入相應(yīng)數(shù)據(jù)。

第13頁，共19頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)14分，星期五五、重力加速度的測(cè)定及消減導(dǎo)軌中系統(tǒng)誤差的方法1、重力加速度的測(cè)定：2、重力加速度的修正：第14頁，共19頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)14分，星期五實(shí)驗(yàn)報(bào)告基本要求：字跡清晰，文理通順，圖表正確，數(shù)據(jù)完備和結(jié)論明確內(nèi)容包括：

（1）實(shí)驗(yàn)名稱（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）實(shí)驗(yàn)儀器：型號(hào)名稱（重要參數(shù)）（4）實(shí)驗(yàn)原理：原理闡述、原理圖、分析示意圖、主要計(jì)算公式（5）實(shí)驗(yàn)步驟

（6）數(shù)據(jù)處理：原始數(shù)據(jù)重新列表并計(jì)算處理、用坐標(biāo)紙描繪圖線或相應(yīng)軟件作圖線。（7）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：給出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并分析（8）誤差分析：重要實(shí)驗(yàn)誤差來源（9）作業(yè)：均為實(shí)驗(yàn)要求思考題1

（10）教師簽字?jǐn)?shù)據(jù)!!!第15頁，共19頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)14分，星期五表格1：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究θ=20;p0=20cmp1=40cmipiΔxi(cm)v0(cm/s)vi(cm/s)Δti(ms)Δti(100ms)Δxi/Δti(cm/s)100(vi)2ai平均加速度1402023.4641.55612.86.12832.6370757217.26402529.5229.632503023.248.14842.128.421235.6243765723.17459629.613604023.2154.231036.9410.369438.5750380929.40892929.914705023.7958.741151.9811.519843.4035313134.50387630.335806020.9263.821484.7514.847540.4108435840.72992428.896907023.1567.381477.7314.777347.3699525645.40064429.9371008023.3772.021664.5416.645448.0613262551.86880429.22例：數(shù)據(jù)處理第16頁，共19頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)14分，星期五導(dǎo)軌調(diào)水平后，任意給小車一個(gè)初速度使之依次通過光電門1和2，測(cè)得的數(shù)據(jù)值iV1（cm/s）V2（cm/s）af(cm/S2)平均值af(cm/S2)125.9323.52-1.66-2.351231.9729.35-2.22333.7531.57-1.98434.4631.35-2.83536.4634.09-2.33638.4235.86-2.67739.5437.36-2.36839.836.73-3.28940.6638.85-2.021046.0245.23-2.16結(jié)論：由表2，得出導(dǎo)軌水平放置時(shí)，小車以一定初速度經(jīng)過導(dǎo)軌求得的摩擦力加速度的平均值為2.35cm/S2，方向與小車運(yùn)動(dòng)方向相反。表格3測(cè)量動(dòng)摩擦加速度af與斜面傾角θ之間的關(guān)系、重力加速度的測(cè)量及驗(yàn)證牛頓第二定律

12

45678

113.4513.1813.4513.2913.5213.8213.6713.4613.481.318.1618.5318.418.618.6318.4718.3218.4118.441.521.7821.2121.3421.5721.5721.6321.5421.5421.521.827.0226.7926.9827.0527.5827.4627.0126.7727.08230.4530.4929.8529.729.6929.9330.5630.230.12.538.7138.0638.6738.7238.1438.1438.0738.4638.37347.8348.2448.9847.0347.1549.146.747.4547.81二、水平狀態(tài)下磁懸浮小車阻力加速度的測(cè)量三、改變斜面傾角，多次測(cè)量各個(gè)傾角時(shí)滑塊的加速度，計(jì)入表格3：第17頁，共19頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)14分，星期五表四研究動(dòng)摩擦加速度af與斜面傾角θ之間的關(guān)系及驗(yàn)證牛頓第二定律注：表中數(shù)據(jù)由表格3所得iθi（度）sinθigsinθiai(CM/S2)afi=ai-gsinθi平均值af(cm/S2)F=mgsinθi+maf（N)1000-2.351-2.351

m=444.6kg210.01744417.0946913.48-3.614688515-3.87101907859.9320831.30.02267622.2223218.44-3.78231735381.9842441.50.02616425.6404121.52-4.12040712695.6779251.80.03139530.7669427.08-3.686943589120.39768620.03488234.1841830.1-4.0841751133.824672.50.04359742.7253438.37-4.355342455170.5930