磁悬浮动力学基础实验

关于磁悬浮动力学基础实验【实验仪器】DHSY-1磁悬浮动力学实验仪1套磁悬浮小车3辆，参考质量分别为：466g、463g、468g。测试架（含2光电门）2台，可在导轨上移动，轻易不能取下，但固定螺帽可拧出。HZDH磁悬浮导轨实验智能测试仪DHSY-1普通电源线1根，2米卷尺1把，水泡3只。1.手柄2.光电门Ⅰ3.磁浮滑块4.光电门Ⅱ5.导轨6.标尺7.角度尺8.基板9计时器第2页,共19页，2024年2月25日，星期天HZDH磁悬浮导轨实验智能测试仪DHSY-1“功能”置于“加速度”第3页,共19页，2024年2月25日，星期天【实验原理】一、瞬时速度的测量二、匀变速直线运动规律的研究第4页,共19页，2024年2月25日，星期天测量量1、作图线：2、作图线：3、作图线：第5页,共19页，2024年2月25日，星期天三、水平状态下磁悬浮小车阻力加速度的测量四、导轨倾斜时，斜面倾角、速度、加速度关系的测试G1、动摩擦加速度与斜面倾角的关系：2、考察外力与阻力的关系：第6页,共19页，2024年2月25日，星期天五、重力加速度的测定及消减导轨中系统误差的方法1、重力加速度的测定：2、重力加速度的修正：已修正测量结果=测得值（或其平均值）-已定系差……第7页,共19页，2024年2月25日，星期天【实验内容与步骤】一、学习导轨的水平调整，熟悉磁悬导轨和智能速度加速度测试仪的调整和使用二、匀变速运动规律的研究：1、检查测试仪的测试准备（1）检查测试仪中数字显示的参数值是否与光电门档光片的间距参数相符，否则必须加以修正。（2）检查“功能”是否置于“加速度”。2、明确本实验内容研究的内容，需要测量的数据。3、将斜面倾角调为θ=20~30;p0=20cm，按下表要求，每次将小车从同一位置静止释放，将测得的数据计入表格一第8页,共19页，2024年2月25日，星期天三、水平状态下磁悬浮小车阻力加速度的测量1、调整导轨水平；2、将两个光电门放置在合适的位置上，两个光电门的距离可以是任意的，但应大于50cm；3、设置测试仪为加速度工作模式，并按“开始”按钮；4、将磁悬浮小车放入第一光电门左侧的导轨中，用手轻推一下小车，让其以一定的初速度从左向右运动经过第二光电门，测量并记录小车阻力加速度；计入表格二5、用不同的力度和初速度重复多次，测出阻力加速度；6、比较每次测量的结果，参看有何规律，计算阻力加速度的平均值。水平状态下磁悬浮小车阻力加速度的测量四、研究动摩擦加速度af与斜面倾角θ之间的关系、重力加速度的测量及验证牛顿第二定律实验改变斜面倾角，多次测量各个倾角时滑块的加速度计入表格三第9页,共19页，2024年2月25日，星期天表格1：匀变速直线运动的研究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

表格一匀变速运动规律的研究分别作出；；图线。若所得均为直线，则表明滑块作匀变速直线运动，由直线斜率与截距求出与

，将与上列数据表中比较，并加以分析和讨论【实验数据记录表格与处理要求】第10页,共19页，2024年2月25日，星期天导轨调水平后，任意给小车一个初速度使之依次通过光电门1和2，测得的数据值表格二水平状态下磁悬浮小车阻力加速度的测量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

结论：由表格二，得出导轨水平放置时，小车以一定初速度经过导轨求得的摩擦力加速度的平均值为cm/S2，方向与小车运动方向相反。表格二水平状态下磁悬浮小车阻力加速度的测量第11页,共19页，2024年2月25日，星期天表格3测量动摩擦加速度af与斜面倾角θ之间的关系、重力加速度的测量及验证牛顿第二定律实验改变斜面倾角，多次测量各个倾角时滑块的加速度，计入表格2：

123

45678

1

1.3

1.5

1.8

2

2.5

3

表格三

测量动摩擦加速度af与斜面倾角θ之间的关系、重力加速度的测量及验证牛顿第二定律实验第12页,共19页，2024年2月25日，星期天表格四研究动摩擦加速度af与斜面倾角θ之间的关系及验证牛顿第二定律iθi（度）sinθigsinθiaiafi=ai-gsinθi平均值af(cm/S2)F=mgsinθi-maf注：表中数据由表格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

结论：根据上述数据，可以作afi~

θi曲线，得出在一定角度范围内，动摩擦加速度近似相等，所以可以取的平均值作为小角度时的动摩擦加速度af，根据上表实验数据，作曲线，并给出实验结论根据上表实验数据，作曲线，并给出实验结论根据表格三的实验数据，按下表要求，填入相应数据。

第13页,共19页，2024年2月25日，星期天五、重力加速度的测定及消减导轨中系统误差的方法1、重力加速度的测定：2、重力加速度的修正：第14页,共19页，2024年2月25日，星期天实验报告基本要求：字迹清晰，文理通顺，图表正确，数据完备和结论明确内容包括：

（1）实验名称（2）实验目的（3）实验仪器：型号名称（重要参数）（4）实验原理：原理阐述、原理图、分析示意图、主要计算公式（5）实验步骤

（6）数据处理：原始数据重新列表并计算处理、用坐标纸描绘图线或相应软件作图线。（7）实验结论：给出实验结论，并分析（8）误差分析：重要实验误差来源（9）作业：均为实验要求思考题1

（10）教师签字数据!!!第15页,共19页，2024年2月25日，星期天表格1：匀变速直线运动的研究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：数据处理第16页,共19页，2024年2月25日，星期天导轨调水平后，任意给小车一个初速度使之依次通过光电门1和2，测得的数据值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结论：由表2，得出导轨水平放置时，小车以一定初速度经过导轨求得的摩擦力加速度的平均值为2.35cm/S2，方向与小车运动方向相反。表格3测量动摩擦加速度af与斜面倾角θ之间的关系、重力加速度的测量及验证牛顿第二定律

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、水平状态下磁悬浮小车阻力加速度的测量三、改变斜面倾角，多次测量各个倾角时滑块的加速度，计入表格3：第17页,共19页，2024年2月25日，星期天表四研究动摩擦加速度af与斜面倾角θ之间的关系及验证牛顿第二定律注：表中数据由表格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