在气垫导轨上测速度和加速度

在气垫导轨上测速度和加速度第一页，共十八页，2022年，8月28日实验目的本实验在倾斜的气垫导轨上用光电计时法研究物体的运动规律，验证匀加速运动的三个基本公式，通过实验，学习和掌握多功能光电计时器的使用方法。第二页，共十八页，2022年，8月28日原理和方法匀加速运动的三个基本公式式中v0,v分别表示物体在t=0，t=t时刻的速度。S是物体在t时间内通过的距离,a即为物体的加速度.在两个方程中消去时间t,就得到第三个方程它可以表示为物体在加速度为a

运动中,相距s的地点速度分别为v1,v2.(1)第三页，共十八页，2022年，8月28日ⅡⅠsθLh由牛顿第二定律,倾角为θ的斜面上,物体的加速度为(2)在公式（1）中，将s看成变量x,v22

看成是s

的函数,v22～s

就是一条直线，直线的斜率k为加速度的两倍。由公式（2）可以看到，加速度a和h成线性关系,在a～h图中利用外推法可以验证牛顿第一定律。光电门Ⅰ光电门Ⅱ第四页，共十八页，2022年，8月28日仪器和器材●气垫导轨和滑块

气垫导轨的剖面是中空的铝制型材，两面有两排小孔.有压缩空气喷出，使滑块和导轨之间形成空气膜，产生一个近似于没有摩擦的环境。气垫导轨挡光片滑块压缩空气光电门滑块挡光片气垫导轨第五页，共十八页，2022年，8月28日●多功能测试仪

实验中我们使用的是华东师范大学科教仪器厂生产的CS—Z智能数字测试仪，实验中我们只是使用其中的一种功能。

第六页，共十八页，2022年，8月28日多功能计时器的工作原理

多功能计时器的工作状态只有“计”、“停”两种，因此，在实验中跟滑块一起运动的挡光片必须是带有开口槽的，这样通过一个光电门时才能有两次挡光,滑块通过一个光电门的平均速度为∆s可以近似地认为它就是滑块通过光电门时的速度.第七页，共十八页，2022年，8月28日实验内容1.调节导轨水平

●静态调节●动态验证L光电门气垫导轨滑块两点注意：1.滑块由静止释放；

2.滑块应该放在导轨中央第八页，共十八页，2022年，8月28日2.调节光电计时系统●调节光电门的位置和状态●调节多功能测试仪

打开电源，按选择键两次，显示“2pr”，按下执行键，显示消失，挡光后显示前一次挡光时间Δt1，按选择键显示后一次挡光时间Δt2,完成一次测量后，按执行键进入第二次测量。第九页，共十八页，2022年，8月28日3.测量并绘制v2～s图，用图解法求加速度a

h＞2cm,改变s5～6次，每次测量5组Δt1、Δt2,求平均值，计算v2，作v2～s图，由斜率求加速度a的值。（由截距验证v0)光电门ⅠLh光电门ⅡS1S2S3S4S5S6～30cm第十页，共十八页，2022年，8月28日数据记录表格S/cmt1/Sect2/Secv2/cm/sv22/cm2/s2加速度的理论值和图解结果进行比较，计算百分差第十一页，共十八页，2022年，8月28日4.验证牛顿第一定律固定距离S值，改变高度h值5～6次，测量并记录5组Δt1、Δt2，求平均值，计算加速度a，作a～h图，用外推法得到h=0时的加速度a的值，验证牛顿第一定律。hS～30cm光电门Ⅰ光电门ⅡL第十二页，共十八页，2022年，8月28日数据记录表格h/cmt1/Secv1/cm/st2/Secv2/cm/sa/cm/s2L=1.000m

ΔS=2.000cm第十三页，共十八页，2022年，8月28日补充：作图法直观、形象,准确度要差一些.实验图线的绘制：图纸大小的选择坐标的标记和分度实验点的标志图线的描绘图线的注解和说明第十四页，共十八页，2022年，8月28日图纸的描绘第十五页，共十八页，2022年，8月28日注意点：1.坐标轴的起点坐标不一定为零，原则是使作出的图线充满整个图纸。第十六页，共十八页，2022年，8月28日2.坐标轴的分度：作图纸的最小分度代表有效数字准确数的最后一位。3.实验点的标识必须明显、突出。例如，可以用“

”等符号。第十七页，共十八页，2022年，8月28日图解法:外推法：

可以