大学物理实验气垫导轨实验报告

1、气轨导轨上的试验测量速度.加快度及验证牛顿第二活动定律1 .试验目标1 .进修惯垫导轨和电脑计数器的应用办法.2 .在气垫导轨上测量物体的速度和加快度，并验证牛顿第二定律.3 .定性研讨滑块在气轨上受到的粘滞阻力与滑块活动速度的关系.2 .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）3 .试验道理1 .采取气垫技巧，使被测物体“沉没”在气垫导轨上，没有接触摩擦，只用气垫的粘滞阻力，从而使阻力大大减小，试验测量值接近于理论值，可以验证力学定律.2 .电脑计数器（数字毫秒计）与气垫导轨合营应用，使时光的测量精度大大进步（可

2、以准确到0.01ms）,并且可以直接显示出速度和加快度大小.3 .速度的测量如图，设U型挡光条的宽度为x ,电脑计数器显示出来的挡光时光为t,则滑块在t时光内的平均速度为，即V T越小（t越小），V就越接近该地位的即时速度.试验应用的挡光条的宽度远小于导轨的长度，故可将7视为滑块经由光电门时的即时速度4 .加快度的测量将导轨垫成竖直状，如右图示：两光电门分离位于s和S2处，测出滑块经过Si.S2处的速度V1和V2,以及经由过程距离S所用的时光ti2,即可求出加快度：22aV2也或a二上ti22?s速度和加快度的盘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效和转换按钮，从电脑计数器

3、上直接读出速度和加快度的大小.5 .牛顿第二定律得研讨若不计阻力，则滑块所受的合外力就是下滑分力，Fmgsinmg：.假定牛顿第二定律成立，有mghma理力,a理论gh,将试验测得的a和a理论进行比较，盘算相对误差.假如误差其实可许可的规模内（5%），即可以为a叫.，则验证了牛顿第二定律.（当地g取cm/s2）6 .定性研讨滑块所受的粘滞阻力与滑块速度的关系试验时,滑块现实上要受到气垫和空气的粘滞阻力.斟酌阻力，滑块的动力学方程为mg-hfma,fmgmam（a理论一a）,比较不合竖直状况下的平均阻力不与滑块的平均速度，可以定性得出f与V的关系.4 .试验内容与步调1 .将气垫导轨调成程度状况

4、先“静态”调平（粗调），后“动态”调平（细调），“静态”调平应在工作区间规模内不合的地位长进行23次，“动态”调日常平凡，当滑块被轻推以50cm/s阁下的速度（挡光宽度1cm,挡光时光20ms阁下）进步时，经由过程两光电门所用的时光之差只能为零点几毫秒，不克不及超出1毫秒，且阁下往返的情形应基底细同.两光电门之间的距离一般应在50cm70cmkL间.2 .测滑块的速度气垫调平后，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，或者让滑块主动弹回），作阁下往返的测量从电脑计数器上记载滑块从右向左或从左向右活动时经由过程两个光电门的时光，t2,然后按转换健，记载滑块经由过程两个光电

5、门速度V1.V2,如斯反复3次，将测得的试验数据计入表1,盘算速度差值.3 .测量加快度，并验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开端下滑，测出速度用.丫2和加快度a,反复4次，取a.再添2块（或i块）垫片，反复测量4次.然后取下垫片，用游标卡尺测量两次所用垫片的高度h,用钢卷尺测量单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离L.盘算a璟,进比较a与0M,盘算相对误差，写出试验结论.4 .用电子天平称量滑块的质量m盘算两种不合竖直状况下滑块受到的平均阻力f,并考核两种竖直状况下滑块活动的平均速度（不必盘算），经由过程剖析比较得出f与v的定性关系，写出试验结论.5 .留意事项1 .保

6、持导轨和滑块干净，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，后封闭气源.2 .留意用电安然.6 .数据记载与处理表1.动态调平试验数据t1msAt2ms%=线一铀1msAt3msAt4ms%3=%fms表2.速度的测量（x1.00cm）弋目次卜t1(ms)t2(ms)V1(cm/s)V2(cm/s)V1-V2(cm/s)t3(ms)t4(ms)V3(cm/s)V4(cm/s)V3-V4(cm/s)123表3.加快度的测量(x1.00cm,L=cmj)攻目次叫V1(cm/s)V2(cm/s)a(cm/s2)a(cm/s2)ha理gL(cm/s2)E(a)La10佻as|hi=cm1234h2=cm1234h3=cm1234h4=cm12347 .试验结论1 .关于牛顿第二定律的验证：2 .关于滑块所受的气体阻力与滑块活动速度的关系:8 .误差剖析与习题1 .若转变本试验的某一个前提（如转变下滑的