大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)報(bào)告

氣軌導(dǎo)軌上的試驗(yàn)——丈量速度.加速度及考證牛頓第二活動(dòng)定律.試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)深造慣墊導(dǎo)軌和電腦計(jì)數(shù)器的應(yīng)用方法.在氣墊導(dǎo)軌上丈量物體的速度和加速度,并考證牛頓第二定律.定性商討滑塊在氣軌上遇到的粘滯阻力與滑塊活動(dòng)速度的關(guān)系.二.試驗(yàn)儀器氣墊導(dǎo)軌(QG-5).氣源（DC-2B型）.滑塊.墊片.電腦計(jì)數(shù)器(MUJ-6B型).電子天平（YP1201型）.試驗(yàn)道理采納氣墊技巧,使被測(cè)物體“淹沒(méi)”在氣墊導(dǎo)軌上,沒(méi)有接觸摩擦,只用氣墊的粘滯阻力,進(jìn)而使阻力大大減小,試驗(yàn)丈量值靠近于理論值,能夠考證力學(xué)定律.電腦計(jì)數(shù)器（數(shù)字毫秒計(jì)）與氣墊導(dǎo)軌合營(yíng)應(yīng)用,使光陰的丈量精度大大進(jìn)步（能夠正確到0.01ms）,而且能夠直接顯示出速度和加速度大小.3.速度的丈量x如圖,設(shè)U型擋光條的寬度為x,電腦計(jì)數(shù)器顯示出來(lái)的擋光光陰為t,則滑塊在t光陰內(nèi)的均勻速度為vx;x越?。╰越小）,v就越靠近該地位的即時(shí)速t度.試驗(yàn)應(yīng)用的擋光條的寬度遠(yuǎn)小于導(dǎo)軌的長(zhǎng)度,故可將

vxt

視為滑塊經(jīng)由光電門時(shí)的即時(shí)速度,即vx.t4.加速度的丈量將導(dǎo)軌墊成豎直狀,如右圖示：兩s2s1S光電門分別位于s1和s2處,測(cè)出滑塊經(jīng)Lh過(guò)s1.s2處的速度v1和v2,以及經(jīng)由過(guò)程距離s所用的光陰t12,即可求出加速度：v2v1或v22v12aat122?s速度和加速度的籌算程序已編入到電腦計(jì)數(shù)器中,試驗(yàn)時(shí)也可經(jīng)由過(guò)程按響應(yīng)的功能和變換按鈕,從電腦計(jì)數(shù)器上直接讀出速度和加速度的大小.牛頓第二定律得商討若不計(jì)阻力,則滑塊所受的合外力就是下滑分力,Fmgsinmgh.假定牛頓第二定律成立,有Lmghma理論,a理論ghLL

,將試驗(yàn)測(cè)得的a和a理論進(jìn)行比較,籌算相對(duì)誤差.若是偏差其實(shí)可允許的規(guī)模內(nèi)（＜5％）,即能夠?yàn)閍a理論,則考證了牛頓第二定律.（當(dāng)?shù)豨取cm/s2）定性商討滑塊所受的粘滯阻力與滑塊速度的關(guān)系試驗(yàn)時(shí),滑塊現(xiàn)實(shí)上要遇到氣墊和空氣的粘滯阻力.商酌阻力,滑塊的動(dòng)力學(xué)方程為mghfma,fmghmam(a理論－a),比較不LL合豎直情況下的均勻阻力f與滑塊的均勻速度,能夠定性得出f與v的關(guān)系.四.試驗(yàn)內(nèi)容與步伐將氣墊導(dǎo)軌調(diào)成程度情況先“靜態(tài)”調(diào)平（粗調(diào)）,后“動(dòng)向”調(diào)平（細(xì)調(diào)）,“靜態(tài)”調(diào)平應(yīng)在工作區(qū)間規(guī)模內(nèi)不合的地位進(jìn)步行2~3次,“動(dòng)向”調(diào)平時(shí)平庸,當(dāng)滑塊被輕推以50cm/s閣下的速度（擋光寬度1cm,擋光光陰20ms閣下）進(jìn)步時(shí),經(jīng)由過(guò)程兩光電門所用的光陰之差只好為零點(diǎn)幾毫秒,不克不及高出1毫秒,且閣下來(lái)回的情況應(yīng)基底細(xì)同.兩光電門之間的距離一般應(yīng)在50cm~70cm之間.測(cè)滑塊的速度①氣墊調(diào)平后,應(yīng)將滑塊先推向左活動(dòng),后推向右活動(dòng)（先推向右活動(dòng),后推向左活動(dòng),或許讓滑塊主動(dòng)彈回）,作閣下來(lái)回的丈量;②從電腦計(jì)數(shù)器上記錄滑塊從右向左或從左向右活動(dòng)時(shí)經(jīng)由過(guò)程兩個(gè)光電門的光陰t1.t2,而后按變換健,記錄滑塊經(jīng)由過(guò)程兩個(gè)光電門速度v1.v2,如斯頻頻3次,將測(cè)得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)入表1,算速度差值.

盤丈量加速度,并考證牛頓第二定律在導(dǎo)軌的單腳螺絲下墊2塊墊片,讓滑塊從最高處由靜止初步下滑,測(cè)出速度v1.v2和加速度a,頻頻4次,取a.再添2塊（或1塊）墊片,頻頻丈量4次.而后取下墊片,用游標(biāo)卡尺丈量?jī)纱嗡脡|片的高度h,用鋼卷尺丈量單腳螺絲到雙腳螺絲連線的距離L.盤算a理論,進(jìn)比較a與a理論,籌算相對(duì)偏差,寫(xiě)出試驗(yàn)結(jié)論.用電子天平稱量滑塊的質(zhì)量m,籌算兩種不合豎直情況下滑塊遇到的均勻阻力f,并查核兩種豎直情況下滑塊活動(dòng)的均勻速度（不用籌算）,經(jīng)由過(guò)程解析比較得出f與v的定性關(guān)系,寫(xiě)出試驗(yàn)結(jié)論..留神事項(xiàng)保持導(dǎo)軌和滑塊潔凈,不克不及碰砸.未通氣時(shí),不克不及將滑塊放在導(dǎo)軌上滑動(dòng).試驗(yàn)停止時(shí),先取下滑塊,后關(guān)閉氣源.留神用電安穩(wěn).六.數(shù)據(jù)記錄與辦理表1.動(dòng)向調(diào)平試驗(yàn)數(shù)據(jù)tt2t21t2t1t3t4t43t4t31msmsmsmsmsms表2.速度的丈量（x1.00cm）項(xiàng)目t2t3t4t1V1V2V1－V2V3V4(ms)(ms)(cm/s)(cm/s)(cm/s)(ms)(ms)(cm/s)V3－V4(cm/s)序次(cm/s)123表3.加速度的丈量（x1.00cm,L=cm）h1=cmh2=cmh3=cmh4=cm

項(xiàng)目序次1234123412341234

V1V2aaa理gha理aL％(cm/s)(cm/s)(cm/s2)(cm/s2)E(a)a理100(cm/s2).試驗(yàn)結(jié)論對(duì)于牛頓第二定律的考證：對(duì)于滑塊所受的氣體阻力與滑塊活動(dòng)速度的關(guān)系：八.偏差解析與習(xí)題1.若轉(zhuǎn)變本試驗(yàn)的某一個(gè)前提（如轉(zhuǎn)