大学物理实验气垫导轨实验报告

气轨导轨上的试验——丈量速度.加速度及考证牛顿第二活动定律.试验目标深造惯垫导轨和电脑计数器的应用方法.在气垫导轨上丈量物体的速度和加速度,并考证牛顿第二定律.定性商讨滑块在气轨上遇到的粘滞阻力与滑块活动速度的关系.二.试验仪器气垫导轨(QG-5).气源（DC-2B型）.滑块.垫片.电脑计数器(MUJ-6B型).电子天平（YP1201型）.试验道理采纳气垫技巧,使被测物体“淹没”在气垫导轨上,没有接触摩擦,只用气垫的粘滞阻力,进而使阻力大大减小,试验丈量值靠近于理论值,能够考证力学定律.电脑计数器（数字毫秒计）与气垫导轨合营应用,使光阴的丈量精度大大进步（能够正确到0.01ms）,而且能够直接显示出速度和加速度大小.3.速度的丈量x如图,设U型挡光条的宽度为x,电脑计数器显示出来的挡光光阴为t,则滑块在t光阴内的均匀速度为vx;x越小（t越小）,v就越靠近该地位的即时速t度.试验应用的挡光条的宽度远小于导轨的长度,故可将

vxt

视为滑块经由光电门时的即时速度,即vx.t4.加速度的丈量将导轨垫成竖直状,如右图示：两s2s1S光电门分别位于s1和s2处,测出滑块经Lh过s1.s2处的速度v1和v2,以及经由过程距离s所用的光阴t12,即可求出加速度：v2v1或v22v12aat122?s速度和加速度的筹算程序已编入到电脑计数器中,试验时也可经由过程按响应的功能和变换按钮,从电脑计数器上直接读出速度和加速度的大小.牛顿第二定律得商讨若不计阻力,则滑块所受的合外力就是下滑分力,Fmgsinmgh.假定牛顿第二定律成立,有Lmghma理论,a理论ghLL

,将试验测得的a和a理论进行比较,筹算相对误差.若是偏差其实可允许的规模内（＜5％）,即能够为aa理论,则考证了牛顿第二定律.（当地g取cm/s2）定性商讨滑块所受的粘滞阻力与滑块速度的关系试验时,滑块现实上要遇到气垫和空气的粘滞阻力.商酌阻力,滑块的动力学方程为mghfma,fmghmam(a理论－a),比较不LL合竖直情况下的均匀阻力f与滑块的均匀速度,能够定性得出f与v的关系.四.试验内容与步伐将气垫导轨调成程度情况先“静态”调平（粗调）,后“动向”调平（细调）,“静态”调平应在工作区间规模内不合的地位进步行2~3次,“动向”调平时平庸,当滑块被轻推以50cm/s阁下的速度（挡光宽度1cm,挡光光阴20ms阁下）进步时,经由过程两光电门所用的光阴之差只好为零点几毫秒,不克不及高出1毫秒,且阁下来回的情况应基底细同.两光电门之间的距离一般应在50cm~70cm之间.测滑块的速度①气垫调平后,应将滑块先推向左活动,后推向右活动（先推向右活动,后推向左活动,或许让滑块主动弹回）,作阁下来回的丈量;②从电脑计数器上记录滑块从右向左或从左向右活动时经由过程两个光电门的光阴t1.t2,而后按变换健,记录滑块经由过程两个光电门速度v1.v2,如斯频频3次,将测得的试验数据计入表1,算速度差值.

盘丈量加速度,并考证牛顿第二定律在导轨的单脚螺丝下垫2块垫片,让滑块从最高处由静止初步下滑,测出速度v1.v2和加速度a,频频4次,取a.再添2块（或1块）垫片,频频丈量4次.而后取下垫片,用游标卡尺丈量两次所用垫片的高度h,用钢卷尺丈量单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离L.盘算a理论,进比较a与a理论,筹算相对偏差,写出试验结论.用电子天平称量滑块的质量m,筹算两种不合竖直情况下滑块遇到的均匀阻力f,并查核两种竖直情况下滑块活动的均匀速度（不用筹算）,经由过程解析比较得出f与v的定性关系,写出试验结论..留神事项保持导轨和滑块洁净,不克不及碰砸.未通气时,不克不及将滑块放在导轨上滑动.试验停止时,先取下滑块,后关闭气源.留神用电安稳.六.数据记录与办理表1.动向调平试验数据tt2t21t2t1t3t4t43t4t31msmsmsmsmsms表2.速度的丈量（x1.00cm）项目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

项目序次1234123412341234

V1V2aaa理gha理aL％(cm/s)(cm/s)(cm/s2)(cm/s2)E(a)a理100(cm/s2).试验结论对于牛顿第二定律的考证：对于滑块所受的气体阻力与滑块活动速度的关系：八.偏差解析与习题1.若转变本试验的某一个前提（如转